CDA – saubere, trockene Luft für die Halbleiterindustrie
Alles, was Sie über CDA wissen müssen
Was ist CDA?
CDA steht für Clean Dry Air, also saubere, trockene Luft, und ist ein Qualitätsstandard für Druckluft in der Halbleiterindustrie. Die in diesem Sektor erforderlichen Luftqualitätsstufen gehen weit über die der meisten anderen Anwendungen hinaus. Und das aus gutem Grund: Es gibt kaum eine andere Branche, in der Kontamination solche verheerenden und teuren Folgen haben kann.
Während einige Anwendungen ölfreie, staubfreie oder trockene Druckluft erfordern, gelten in der Halbleiterindustrie alle drei Kriterien als Voraussetzung. Das liegt daran, dass Feuchtigkeit, Partikel/Staub oder Öl im Reinraum eine komplette Charge von Halbleitern – und, was noch wichtiger ist, die Edelstahlkomponenten der Produktionsmaschinen – ruinieren können. Dies kann Schäden in Millionenhöhe verursachen. Daher sind die Luftqualität und eine zuverlässige Versorgung mit sauberer, trockener Luft von entscheidender Bedeutung.
Saubere, trockene Luft gemäß ISO 8573-1:2010
Wie sauber und trocken muss die Luft also sein?
Sie muss Klasse 0 nach ISO 8573-1:2010, der internationalen Norm zu Reinheitsklassen bei Druckluft, erfüllen.
Diese Norm definiert, welchen Anteil der drei Verunreinigungsarten die Druckluft jeweils enthalten darf. Je niedriger die Klasse, desto höher die Druckluftqualität. Klasse 0 steht hier daher für die am wenigsten kontaminierte Druckluft.
Und um die Anforderungen eines Reinraums in der Halbleiterproduktion zu erfüllen, sollte die Druckluft der Reinheitsklasse 0 für Feuchtigkeit, Öl und Staub entsprechen.
Wie wird die Klasse 0 für Feuchtigkeit, Öl und Staub erreicht?
- Alles beginnt mit dem richtigen Kompressor. Eine Investition in eine ölfreie Einheit bedeutet, dass sich Hersteller von Halbleitern keine Sorgen mehr um eine der drei Verunreinigungen machen müssen.
- Als Nächstes entfernen spezielle Filter Staub oder andere Partikel aus der Druckluft und halten sie damit aus Reinräumen fern. Um Klasse 0 zu erreichen, sind mehrere Filter erforderlich.
Damit ist die Sauberkeit abgedeckt, aber was ist mit der Trockenheit, die das Korrosionsrisiko eliminiert?
- Dazu benötigen Sie einen Hochleistungstrockner, der einen Drucktaupunkt (DTP) von unter -70 °C erreichen kann. Dieser Drucktaupunkt kann mit einem Adsorptionstrockner mit Trockenmittel erreicht werden. Adsorptionstrockner sind die optimale Wahl für die Bereitstellung sehr trockener Luft für kritische Anwendungen.
Einrichten eines CDA-Druckluftsystems
Wie muss nun ein typisches CDA-Druckluftsystem eingerichtet werden, um Verunreinigungen aus dem Reinraum fernzuhalten und eine dreifache Klasse 0 zu erreichen?
- Zunächst ist da der ölfrei verdichtende Kompressor. Da die Halbleiterproduktion viel Energie erfordert, ist es sinnvoll, in ein energieeffizientes Modell zu investieren, um so die Betriebskosten erheblich zu senken.
- Als Nächstes kommt ein Vorfilter. Seine Aufgabe ist es, die meisten Partikel in der Druckluft zu erfassen. Auf diese Weise ist die Luft, die in den Trockner gelangt, bereits viel sauberer, wodurch der Wartungsbedarf reduziert wird. Ein Adsorptionstrockner trocknet zwar die Luft sehr gut, kann aber Trockenmittelstaub erzeugen. Daher wird die frisch getrocknete Luft anschließend durch zwei Nachfilter geleitet, die den Trockenmittelstaub herausfiltern und die Luft weiter reinigen.
- An diesem Punkt verbleiben nur noch die kleinsten Partikel und die Luft muss nur noch einen Filter passieren. In der Regel handelt es sich hierbei um einen PTFE-Membranfilter, der Oberflächenfiltrationstechnologie nutzt, um Partikel bis zu einer Größe von 0,01 μm zu erfassen.
Im Anschluss an diesen letzten Schritt kann die saubere, trockene Luft nun in einer Reinraumumgebung verwendet werden, ohne die Halbleiterproduktion zu gefährden.