Hoe maak je van een veeleisende cleanroom ook een gezonde werkplek?

Om een toenemende vraag naar producten te kunnen beantwoorden, richt Melexis op de site bij de hoofdzetel in Ieper een tijdelijke cleanroom in voor het testen van elektronica. De vereisten van de opdrachtgever? Uiteraard de optimale omgeving bouwen om elektronica te testen. Maar vooral een veilige, gezonde en comfortabele werkplek creëren voor de medewerkers.  

Melexis is een beursgenoteerde wereldspeler in de halfgeleiderindustrie, die micro-elektronische halfgeleideroplossingen ontwerpt, ontwikkelt en test. Deze micro-elektronica wordt onder meer gebruikt in de auto- en transportwereld, domotica, industrie en de medische sector. Er werd gekozen om in een voormalig opslagmagazijn een tijdelijke cleanroom met aanpalende laboruimte  onder te brengen. Het box-in-box-ontwerp van de cleanroom laat op een eenvoudige manier toe de benodigde luchtkwaliteit te realiseren. De luchtzuiverings-installatie die veel plaats inneemt, kan hierdoor ook grotendeels weggewerkt worden in de vide tussen de beide volumes.

(Te) warm en (te) koud

In het gebouw zullen 5 tot 10 mensen tegelijk aan het werk zijn. De cleanroom voorziet ruimte voor 42 set-ups met testapparatuur om de computerchips in diverse omstandigheden te testen en te programmeren. Die test setups ontwikkelen heel wat warmte die in de ruimte vrijkomt.

Anderzijds worden de chips ook tijdelijk blootgesteld aan heel koude temperaturen. Dit wordt verkregen door gebruik te maken van vloeibare stikstof. De stikstof verdampt, onttrekt hierbij plaatselijk veel warmte, en expandeert enorm; 1 liter vloeibare stikstof wordt 700 liter stikstofgas. Het gas komt vervolgens terecht in de cleanroom, waardoor het zuurstofgehalte in de omgevingslucht verlaagt. Dit vormt een risico voor de medewerkers ter plaatste. Daarom moet het zuurstofgehalte permanent worden gemonitord en wordt zo’n 8 volumes per uur aan verse lucht de cleanroom ingeblazen.

Werkcomfort en veiligheid verzekeren

Koud stikstofgas is zwaarder dan lucht en zal zich ophopen onderaan de cleanroom. De afzuiging ervan gebeurt bijgevolg onderaan de ruimte. Om de enorme hoeveelheid warmte af te voeren, moeten zo’n 70 volumes lucht per uur gerecirculeerd en gekoeld worden. De verontreinigde lucht uit de cleanroom wordt tegelijkertijd gezuiverd door middel van filterkasten met HEPA-filters.

Daarnaast is ook een goede vochthuishouding belangrijk, dit om statische elektriciteit te vermijden. De balans wordt optimaal gehouden door adiabatische bevochtiging, die in dit geval de meest energievriendelijke oplossing is.

De uitdaging voor het werkcomfort is om in de gangen tússen de apparatuur – waar de medewerkers aan het werk zijn – te zorgen voor een comfortabele temperatuur en tegelijk onaangename tocht te vermijden door de luchtsnelheid onder controle te houden.

CFD-simulaties

70 luchtwisselingen per uur is een zeer grote hoeveelheid lucht. Standaard volstaan doorgaans 5 à 8 luchtwisselingen om industriële ruimtes te klimatiseren. Om deze ventilatielucht zo gelijkmatig mogelijk te verdelen, wordt er gewerkt met gecustomiseerde textielkanalen.

Elk type testapparatuur brengt op een andere manier warmte in de ruimte. Enerzijds wordt warmte afgegeven via straling, anderzijds door geforceerde convectie via ventilatoren. De impact hiervan op de plaatselijke luchttemperatuur en luchtstromen is een complex gegeven. Om hier een zicht op te krijgen, werden in nauwe samenwerking met de fabrikant van de textielkanalen CFD-simulaties uitgevoerd. Met behulp van deze dynamische simulaties kon de ideale positie van de textielkanalen t.o.v. de apparatuur onderzocht worden. Na enkele optimalisaties werd verkregen dat de gekoelde ingeblazen lucht de grootste warmtestromen tegenhoudt. Tegelijkertijd wordt deze deels opgemengd ter hoogte van de gangen tussen de apparatuur, wat resulteert in een aangename luchttemperatuur en -snelheid.

Tijdelijke topkwaliteit

In het kader van de bedrijfscontinuïteit kiest Melexis voor de inrichting van een cleanroom met laboruimte in een tijdelijke opstelling. Ook in dat geval is het belangrijk om met energiezuinige technieken een kwalitatieve, gezonde, veilige en aangename werkomgeving te creëren.

Meer info

Wil je ook beroep doen op onze jarenlange expertise met labo’s en cleanrooms?

Neem contact op met onze experten Frank Devenyn of Lars Vandevelde: frank.devenyn@industrium.be of lars.vandevelde@ingenium.be –  050 40 45 30.