6 minute read
Čistoča v nanometrskem območju
from IRT3000 #150
Na številnih industrijskih področjih sta izdelava in montaža vrhunskih komponent običajno povezani z izjemno visokimi zahtevami glede tehnične čistoče. Suh postopek čiščenja, ki temelji na tehnologiji uporabe curka suhega ledu quattroClean, omogoča doseganje najvišjih zahtev glede odstranjevanja delcev in plasti nečistoč. To je na podlagi obsežnih preizkusov in analiz čistoče dokazalo podjetje acp systems v sodelovanju s ponudnikom storitev čiščenja Vacom, ki je specializiran za aplikacije, kjer je zahtevana visoka čistoča.
Da bi izdelki dosegali trenutno čedalje višje zahteve glede zanesljivosti in zmogljivosti, so izjemno čiste površine predpogoj na številnih industrijskih področjih, kot so na primer polprevodniška dobaviteljska industrija, industrija medicinskih pripomočkov, laserska in senzorska tehnologija, področje mikrosistemov, meritve in analitika ter letalska in avtomobilska industrija. Zaradi tega je čiščenje komponent med proizvodnjo in montažo zelo zahtevna naloga, ki se razlikuje od primera do primera. V nekaterih primerih je treba dosegati ekstremne vrednosti glede delcev nečistoč, plasti organskih nečistoč in ostankov anorganskih nečistoč ter izvajati razplinjevanje v vakuumu.
Iskanje alternativnih tehnologij čiščenja
Do sedaj so se za aplikacije čiščenja, kjer je bila zahtevana visoka čistoča, večinoma uporabljali mokri kemični procesi, ki so potekali v posebej opremljenih komorah, in ultrazvočni sistemi z večjim številom kopeli ter plazemske in vakuumske sisteme. Vendar so ti postopki čiščenja dosegli svoje meje pri komponentah, ki zaradi svoje velikosti ali zaradi montaže, se jih ne da čistiti z mokrimi kemičnimi postopki med montažo ali po njej.
Enako velja za komponente, ki jih je treba samo delno očistiti. Ena izmed rešitev za takšne primere je tehnologija čiščenja s suhim ledom quattroClean proizvajalca acp systems, ki omogoča suho čiščenje celotnih komponent ali delov komponent in kot čistilni medij uporablja okoljsko nevtralen tekoči ogljikov dioksid. Pri tem postopku se tekoči ogljikov dioksid dovaja na dvofazno šobo, kjer na izstopu tvori fine kristale suhega ledu, medtem ko ga obdaja tok komprimiranega zraka, ki kristale suhega ledu pospeši do nadzvočne hitrosti. Ob udarcu curka finih kristalov suhega ledu in zraka na površino obdelovanca predstavlja kombinacija delovanja toplotnega, mehanskega, topilnega in sublimacijskega učinka osnovo za proces čiščenja. Odstranjeni delci in plasti umazanije so odsesani iz delovne komore, kar preprečuje ponovno kontaminacijo obdelovancev in okolice. Ker kristali ogljikovega dioksida v celoti sublimirajo, je očiščena površina popolnoma suha in brez ostankov nečistoč, kar odpravlja potrebo po dragih in energijsko potratnih postopkih spiranja in sušenja.
Obsežno preizkušanje v vodilnem podjetju na področju čiščenja z doseganjem visoke čistoče
V podjetju Vacom Vakuum Komponenten & Messtechnik GmbH, ki je specializirano na področju aplikacij čiščenja z doseganjem visoke čistoče, so izvedli obsežno serijo preizkusov, da bi določili, ali tehnologija čiščenja s suhim ledom quattroClean lahko predstavlja uporaben dodatek njihovi ponudbi storitev čiščenja. Podjetje Vacom deluje globalno in ponuja svoje storitve proizvajalcem in dobaviteljem na različnih visokotehnoloških področjih, kot so industrija proizvodnje opreme za področje polprevodnikov, medicinska tehnologija, fotonika, laserski sistemi, proizvodnja vozil in merilna tehnika. Podjetje Vacom v svoji ponudbi storitev združuje različne tehnologije in procese čiščenja, ki so na voljo v obratu podjetja cleanFab in zajema več kot 4.000 kvadratnih metrov čistih prostorov v skladu z ISO razredi od 8 do 5. To podjetju omogoča čiščenje različnih komponent kompleksnih oblik iz različnih materialov, ki so kontaminirane s širokim spektrom nečistoč, do najbolj strogih zahtev čistoče, kot je razred 1 ter pakiranje v skladu z zahtevami čiste sobe. Dosežena čistoča se glede na zahteve lahko preveri z uporabo analizatorja preostalih plinov (RGA), optičnim štetjem delcev, črno-belimi svetlobnimi sistemi in merilnimi karticami za delce (PMC) s skenerjem vzorcev proizvajalca Fastmicro.
Preizkusi so potekali z uporabo komponent, ki so jih posebej izdelali v podjetju Vacom, in onesnažili z naborom nečistoč. Za čiščenje so uporabili sistem quattroClean proizvajalca acp systems, ki je zasnovan za doseganje visoke čistoče.
Doseganje izjemno visoke čistoče pri odstranjevanju delcev in plasti nečistoč
Cilj prve serije preizkusov je bil določitev zmožnosti doseganja dokazljive visoke ravni čistoče s tehnologijo quattroClean in primerjava z drugimi postopki čiščenja. Rezultati so pokazali, da tehnologija omogoča ponovljivo doseganje razreda čistoče površine 1 (SCC – Surface Cleanliness Class) pri kontaminaciji z delci nečistoč, medtem ko je na komponentah, ki so bile že predhodno očiščene z mokrimi kemičnimi postopki, možno ponovljivo dosegati razred SSC 0.1. Slednje je še posebej pomembno pri komponentah in površinah z izjemno visokimi zahtevami glede čistoče. Drugi preizkus je bil osredotočen na odstranjevanje nečistoč iz slepih lukenj z navoji, pri čemer so bile dosežene višje ravni čistoče pri kontaminaciji z delci nečistoč v primeru lukenj globine do 20 mm z navoji do M6. Rezultati so bili primerljivi ali celo boljši kot pri postopkih mokrega kemičnega čiščenja.
Pri odstranjevanju slojev nečistoč so bili rezultati čiščenja podobni kot pri uporabi drugih postopkov ultrafinega čiščenja, ki jih uporablja podjetje Vacom, kot je mokro kemično, plazemsko ali vakuumsko čiščenje. Podobno kot pri vseh teh postopkih so komponente najprej grobo očiščene, da se lahko doseže maksimalna raven čistoče. Preizkusi so dokazali, da se s postopkom čiščenja s suhim ledom quattroClean lahko dosežejo najvišje ravni čistoče, kot je razred 1.
Preizkusi so tudi dokazali, da pri postopku čiščenja s tehnologijo quattroClean ne pride do kakršnekoli ponovne kontaminacije, pri čemer je postopek čiščenja nežen, kar omogoča čiščenje občutljivih, filigranskih in fino strukturiranih površin občutljivih materialov, kot so baker in prevlek NiP.
Razširljivo, validirano in vsestransko
Za optimalno prilagoditev rešitve čiščenja posameznim zahtevam in proizvodnim razmeram podjetje acp systems ponuja različne modularne rešitve in namensko načrtovane sisteme za aplikacije, ki zahtevajo visoko čistočo. To med drugim zajema enoto za pripravo tekočega ogljikovega dioksida, ki zagotavlja 99,995-odstotno čistost ter komprimiran zrak kakovosti 1.2.1. Razširljiv postopek quattroClean se enostavno prilagodi čiščenju komponent različnih geometrij, pri čemer se lahko čisti celotna površina ali le del površine. Postopek čiščenja je prilagojen in validiran glede na zahteve uporabnikov, kar se izvede v tehničnem centru podjetja acp systems, kjer so na voljo čiste sobe za izvajanje preizkusov.
