Ochranné závěsy proti laserovému záření v čisté místnosti

(Bild: PROTECT - Laserschutz GmbH)

(Bild: PROTECT - Laserschutz GmbH)

(Bild: PROTECT - Laserschutz GmbH)

Lasery jsou nedílnou součástí výroby v vysoce citlivých oblastech, jako je optika a výroba polovodičů. Mnoho těchto oblastí je spojeno s výrobou v čistých místnostech. Při používání laserů je nutné bezpodmínečně a důsledně dodržovat bezpečnostní předpisy stanovené normami. Také v různých oblastech automobilového průmyslu a farmacie se lasery používají za podmínek čistých místností, kde platí veškeré předpisy o laserové ochraně.

Při vývoji dnešních běžných laserových ochranných produktů, především v oblasti plošných stínění, nebyly často brány v úvahu požadavky na technologii čistých místností, což činí nutným hledání alternativ.

Požadavky na čisté místnosti jsou definovány normou EN ISO 14644. Kromě struktury a provozu čistých místností jsou zde stanoveny také třídy čistých místností. Ty určují maximální počet částic určité velikosti, vzestupně po krocích 100 nm, na kubický metr vzduchu. Třídy čistých místností jsou řazeny od 1 do 9b, přičemž nejvyšší třída 1 představuje nejvyšší čistotu s maximálně 10 povolenými částicemi menšími než 100 nm na kubický metr vzduchu. Tato třída se používá při výrobě křemíkových monokrystalů. Většina aplikací však probíhá v nižších třídách. Obecně je již vstup do čisté místnosti od ISO třídy 4 možný pouze s omezeními kvůli riziku kontaminace.

V oblasti měření částic jsou lasery důležitou součástí udržování provozu čistých místností, přičemž lze uvést například diodové lasery a He-Ne lasery. Občas se v čistých místnostech používají také Nd:YAG lasery pro zpracování kovů. Při výrobě mikrokomponentů, kde jsou nutné laserové svary v mikrometrech, je nutné přesunout tyto operace do vyšších tříd čistých místností.

Jakmile jsou lasery používány, platí přísné bezpečnostní předpisy, které upravují normy DIN EN 60825, DIN EN 207, EN 208 a EN 12254. Bezpečnostní opatření stanovená v těchto normách se především týkají ochrany uživatele. Jakmile jsou překročeny limity laserové třídy 1 podle normy DIN EN 60825-4, platí předpisy na ochranu tělesné integrity uživatele a okolí. To je často případ při údržbářských pracích, kdy je nutné otevřít kryty. Také jsou v uvedených normách stanoveny předpisy pro kryty a plošná stínění. Ty musí být bezpodmínečně použity u každého laseru, který je zařazen do laserové třídy 3B nebo 4. To platí bez ohledu na okolní prostředí, technické nebo ekonomické podmínky a náročnost realizace.

Laserové ochranné závěsy jsou běžným prostředkem k ochraně uživatelů před rozptýleným zářením a přímým zásahem laserovým paprskem. Pokud je třeba je používat v čisté místnosti, stojí jak pověřená osoba pro laserovou ochranu, tak pověřená osoba pro čisté místnosti, před velkou výzvou. Existují zde dvě zcela odlišné požadavky, a to na čistou místnost a na laserovou ochranu, které jsou nezbytné a musí být bezpodmínečně realizovány. Produkty pro čisté místnosti se obvykle nevyvíjejí s ohledem na laserovou ochranu, stejně jako laserové ochranné produkty se obecně nevyvíjejí s ohledem na požadavky čistých místností.

Dosavadní běžnou metodou bylo obalování laserových ochranných závěsů fóliemi testovanými pro čisté místnosti. Ty dosahují požadovaného efektu, protože zabraňují uvolňování částic. To však souvisí s výraznými dodatečnými náklady, ztrátou flexibility závěsu a výrazným zvýšením hmotnosti kvůli obalům.

Pro řešení tohoto problému vyvinuli němečtí specialisté na laserovou ochranu z firmy PROTECT-Laser Schutz GmbH dva produkty: isoProtect-CR-ESD a isoProtect-CR. Hlavní výhodou těchto laserových ochranných závěsů pro čisté místnosti je, že jsou vyrobeny z jednovrstvého materiálu. IsoProtect-CR-ESD má pouze tloušťku 0,6 mm a plochou hmotnost pod 700 g/m². Je vhodný pro třídy ISO 3–9b, což jej činí použitelným téměř ve všech oblastech čistých místností, a zároveň disponuje antistatickými a Ex-bezpečnostními vlastnostmi. Unikátní v této kategorii je certifikace FDA a GMP, která poskytuje další bezpečnost. Přestože je materiál relativně tenký, závěs v spektrálním rozsahu 315 – 1050 nm nabízí ochrannou úroveň DAB 4 a v rozsahu >1050 – 1400 nm úroveň DAB 3 podle EN 12254. Tato řešení umožňují stínění řady laserových aplikací v náročných čistých místnostech díky lehkému a flexibilnímu krytí.

Laserový ochranný závěs isoProtect-CR pro čisté místnosti třídy ISO 7, 8 a 9b může i při své nízké tloušťce 1 mm a nízké plošné hmotnosti 1,3 kg/m² dosahovat ochranné úrovně DAB 5 v rozsahu 315–1050 nm a v infračervené oblasti od >1050 do 1400 nm úroveň DAB 4 podle EN 12254.

Všechna řešení stínění jsou také dostupná jako mobilní stojanová řešení. Lze je navrhnout a použít i v čistých místnostech. Tím je možné realizovat jak stacionární, tak mobilní laserovou ochranu pro aplikace v čistých místnostech. V portfoliu firmy PROTECT-Laser Schutz GmbH jsou také všechny systémy zavěšení potřebné pro instalaci laserových ochranných závěsů v čistých místnostech.

Díky zaměření firmy na tento často opomíjený segment čistých místností v oblasti laserové ochrany vzniká příležitost opustit dosavadní běžné metody obalování a znovu navrhnout laserovou ochranu v čistých místnostech. V blízké budoucnosti lze očekávat další laserové ochranné produkty určené pro použití v čistých místnostech od německé firmy specializující se na laserovou ochranu.