Workshop Cleanroom: Een leerzame dag bij de LiS!
Op donderdag 6 februari 2025 bezochten zeven derde- en vierdejaars studenten Technicus Engineering uit Delft de Leidse Instrumentenmakers School (LiS) voor een intensieve en praktijkgerichte workshop over cleanrooms. Cleanrooms zijn onmisbaar in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, farmaceutische industrie, levensmiddelen- en halfgeleiderindustrie. Zelfs de kleinste deeltjes kunnen grote gevolgen hebben voor satellieten, microchips en optische systemen.
De workshop bood studenten niet alleen de nodige theoretische kennis, maar vooral ook hands-on ervaring met schoon werken in een gecontroleerde omgeving. Bovendien kunnen deelnemers na een aanvullende training en toetsing een nationaal of internationaal erkend certificaat behalen via de VCCN.
Theorie: Vervuiling en preventie
De dag begon met een lezing door Christiaan Beljaars van TNO, waarin hij het belang van vervuilingspreventie benadrukte. Deeltjes kunnen zich door statische elektriciteit hechten aan producten en vormen een serieuze bedreiging voor gevoelige apparatuur. Ter illustratie: een stofdeeltje op een wafer in de chipindustrie staat in verhouding gelijk aan een enorm rotsblok op een parkeerplaats die meerdere auto’s verwoest!
Beljaars besprak de verschillende bronnen van vervuiling:
- Externe bronnen: Lucht van buiten, inkomende goederen en mensen die de cleanroom betreden.
- Interne bronnen: Mechanische slijtage, chemische processen en de mensen binnen de cleanroom zelf.
De verspreiding van vervuiling gebeurt via lucht of contact. Minimalisering van blootstelling aan deze bronnen is cruciaal voor een effectieve contaminatiecontrole.
Zijn boodschap was helder: voorkomen is beter dan schoonmaken. Dit begint al buiten de cleanroom, bijvoorbeeld door materialen dubbel te verpakken. Binnen de cleanroom gelden technische maatregelen zoals overdruk, sluizen en filters, en strikte protocollen voor het dragen van cleanroom-kleding. Aangezien mensen de grootste vervuilers zijn – vooral bij veel beweging – is gestructureerd werken essentieel.
Praktijk: Efficiënt werken in een cleanroom
Onder leiding van Tatjana Verdoold en Jörgen Petri van Hittech Multin kregen de studenten daarom een praktische training in schoon en efficiënt werken in een cleanroom. De workshop begon met het op de juiste wijze aantrekken van een cleanroom-pak en het correct reinigen van werkoppervlakken en onderdelen. Daarna volgde een UV-controle, maar ondanks zorgvuldig poetsen bleek er nog steeds vervuiling achter te blijven!
Vervolgens gingen de studenten aan de slag met een simulatie, waarbij zij volgens Lean-principes kleine ASML-machines bouwden met Lego. De studenten werkten in teams met strikte taakverdelingen: manager, cleaner, operator en magazijnbeheerder. Door in verschillende rondes het productieproces te optimaliseren en de onderlinge communicatie te verbeteren, leerden de studenten hoe ze vervuiling kunnen minimaliseren en tegelijkertijd efficiënter kunnen werken. De spelelementen en de competitie tussen de teams zorgden voor rode wangen en veel enthousiasme!
Contamination Control en de evolutie van cleanrooms
Na de lunch gaf Philip van Beek van VCCN een presentatie over contamination control. Hij besprak de geschiedenis van cleanrooms, van de uitvinding door Willis Whitfield en het bijbehorende patent in 1962, tot recentere ontwikkelingen zoals de opkomende ‘clean machines’.
Van Beek benadrukte dat er altijd een bepaalde mate van vervuiling aanwezig zal zijn, afkomstig van onder andere:
- Huidcellen, vezels en micro-organismen
- Chemische stoffen, inclusief gassen
- Slijtage van machines
Contamination Control draait om het beheersen van deze vervuiling volgens drie pijlers:
- Engineering: technische maatregelen zoals overdruk, luchtsluizen en HEPA-filters.
- Menselijk gedrag: bewustwording, training en cleanroom-kleding.
- Ongoing cleaning: continue reiniging om blijvend te voldoen aan de classificatie-eisen.
Van Beek lichtte toe dat er twee soorten cleanrooms zijn:
- Turbulente cleanrooms, waarin vervuiling wordt gecontroleerd door lucht te mengen (verdunning, categorie 6-9).
- Laminaire cleanrooms, waarin deeltjes worden verwijderd via een gecontroleerde, unidirectionele luchtstroom (verdringing, categorie 1-5).
In de praktijk worden vaak combinaties van beide systemen gebruikt, waarbij de meest kritische delen van de cleanroom met de duurdere laminaire oplossing worden ingericht.
Monteren in de cleanroom
De laatste workshop draaide om monteren in een cleanroom-omgeving en werd verzorgd door Sander van Loon van Netherlands Institute for Space Research (SRON). De studenten ervoeren zelf de uitdagingen van het werken in cleanroom-kleding door in vol ornaat een product te assembleren. Er was speciale aandacht voor kwaliteitscontrole: het registreren van bestede tijd, het identificeren van afwijkingen en het documenteren van fouten in de werkinstructies.
Daarnaast kregen de studenten de kans om wafers niet alleen van dichtbij te bekijken, maar ook op te pakken met een speciaal waferpincet en te verpakken in speciale doosjes. Dit bleek een behoorlijke uitdaging te zijn, vooral met cleanroom-handschoenen aan!
Afsluiting en certificering
Na een intensieve en leerzame dag ontvingen de studenten een bewijs van deelname van de LiS. Deze ervaring is niet alleen een waardevolle aanvulling op hun cv, maar bereidt hen ook voor op toekomstige uitdagingen in de hightech-industrie. Bovendien kunnen geïnteresseerden een aanvullend traject volgen om het erkende VCCN-certificaat te behalen.
Wij danken TNO, Hittech, VCCN en SRON voor hun waardevolle bijdragen aan deze inspirerende dag en Gunter Helms van de LiS voor de uitstekende organisatie. Hopelijk kunnen we volgend jaar opnieuw een enthousiaste groep studenten meenemen om deze essentiële kennis en vaardigheden op te doen!