Precisie onder vacuüm: Cleanroom- en vacuümtechniek als sleutel tot nieuwe technologieën

Invloedfactoren van vacuüm

De vacuüm- en cleanroomtechnologie gaan hand in hand en vormen de fundering van veel baanbrekende technologieën. Zowel de cleanroomtechniek als de vacuümtechniek creëren een gecontroleerde omgeving die ongewenste invloeden elimineert, waardoor precisie, zuiverheid en efficiëntie in industriële en wetenschappelijke toepassingen aanzienlijk worden verbeterd. Door het genereren van een zuiver vacuüm kunnen ongewenste deeltjes, gassen en verontreinigingen gericht worden verwijderd, waardoor de kwaliteit van producten aanzienlijk wordt verbeterd.

De Streicher Maschinenbau GmbH & Co. KG combineert vacuüm- en cleanroomtechnologie om de vacuümprestaties van hun op maat gemaakte, volledig geautomatiseerde vacuümsystemen aanzienlijk te verbeteren.

Een centraal aspect in de ultrahoge vacuümtechnologie (UHV) is de controle van verschillende invloeden op het vacuüm, zoals de vaporizatie – het verdampen van filmische residuen onder vacuüm. Residuen van koelmiddelolie, vetten of reinigingsmiddelen op vacuümoppervlakken kunnen het bereiken van extreem lage bedrijfsdrukken voorkomen, omdat vaporizatie de gasbelasting binnen het vacuümsysteem verhoogt. Om onomkeerbare contaminatie te voorkomen, worden watergebaseerde tussentijdse reinigingen en visuele reinheidscontroles – Water Break Test, Wischtest, UV- en witlichtcontrole – al tijdens het productieproces toegepast. Ze dienen voor de vroege detectie van hardnekkige contaminaties, die alleen met abrasieve fabricagemethoden kunnen worden verwijderd. Daarnaast moet de gehele productieketen worden beoordeeld op basis van principes van contaminatiepreventie en -vermijding. Vuil dat niet eens op onderdelen terechtkomt, hoeft later niet uitgebreid te worden verwijderd. Aanvullend wordt door een gerichte selectie van operationele en hulpfstoffen, evenals montage en inbedrijfstelling onder cleanroomcondities (≤ ISO7), gewaarborgd dat er na de fijne reiniging geen ongewenste moleculaire residuen in de vacuümkamer achterblijven.

Bovendien moet bij het ontwerp van de vacuümprocesstechniek worden gelet op het voorkomen van ongewenste terugstromingen in de kamer tijdens de werking.

Een andere belangrijke stap voor het optimaliseren van de UHV-prestaties is het zogenaamde 'Bakeout'-proces. Door het vacuümsysteem te verwarmen tot ≥ 120 °C gedurende minimaal 24 uur wordt de desorptie van ongewenste moleculen bevorderd, die vervolgens door de vacuümpompen uit het vacuümsysteem worden verwijderd. Een bakeout verkort bovendien de afpumptijden, omdat hiermee het resterende water dat op de vacuümoppervlakken achterblijft, efficiënt wordt verwijderd. Evenzo heeft het voorverwarmen van vacuüm interne componenten vóór montage bewezen de uitgasbronsterkte van de onderdelen te minimaliseren, gedreven door diffusie- en desorptieprocessen tijdens het vacuümgebruik.

Met deze gedegen vacuümkennis heeft Streicher Maschinenbau een volledig geautomatiseerd UHV-vacuümsysteem met een gewicht van 28 ton en een binnenvolume van 27 m³ onder cleanroomcondities in bedrijf genomen, dat een einddruk van 3,5 × 10⁻¹¹ mbar bereikte. Een nog betere vacuümprestatie werd beperkt door de permeatie-effecten van het FKM-dichtingsmateriaal, dat onder andere werd gebruikt voor de afdichting van de 4 x 4 meter grote deur. Daarnaast werd, gezien de goede RGA-resultaten en in het belang van de projectplanning, afgezien van een bakeout, waardoor de waterpeak in het RGA-spectrum nog verder werd verminderd en een nog beter einddruk had kunnen worden bereikt.

De restgasanalyse (RGA) is een veelgebruikte niet-destructieve testmethode in de vacuümindustrie voor het kwantificeren en bepalen van de chemische samenstelling van vluchtige en minder vluchtige moleculaire verbindingen.

Met deze aanpak toont het bedrijf hoe moderne technologieën en gedegen kennis kunnen worden ingezet om te voldoen aan de eisen van ultrahoge vacuümtechnologie. Zo wordt een belangrijke bijdrage geleverd aan de verdere ontwikkeling van precisie en efficiëntie in industriële toepassingen.