To rozhodující „více“ možností

1. CNp-/US-dvojkomorový systém pro jemné čištění s přímým připojením do čistého prostoru. (Fotky/Schémata: LPW Reinigungssysteme GmbH)

2. Komorová technologie je vhodná také pro jemné čištění velkých dílů (zde: přibližně 4 000 x 700 x 700 mm hliníku). (Fotky/Schémata: LPW Reinigungssysteme GmbH)

3. Technologie komory může být také integrována do klasické techniky přesunovačů pomocí horních plnících zařízení. (Fotky/Schémata: LPW Reinigungssysteme GmbH)

4. Zejména povrchově upravené a následně elektropolíované komory a zařízení podporují proces čištění. (Fotografie/Schémata: LPW Reinigungssysteme GmbH)

Úkoly v oblasti jemného čištění se v posledních desetiletích tradičně objevovaly především v oblastech optiky, polovodičů nebo medicínského technického zařízení. A osvědčeně se zde používají vysoce kvalitní ultrazvukové vícekádové systémy čištění. Nicméně s rostoucími požadavky v uvedených odvětvích a s novými výzvami v automobilovém sektoru nebo v obecné průmyslové výrobě jsou nyní v hře nové postupy. Například jednokádové nebo vícekádové systémy s hermeticky uzavřenými zpracovatelskými komorami nabízejí výrazně více možností.

Označení úkolů jemného čištění

Mezi charakteristiky jemného čištění patří mimo jiné i riziko křížové kontaminace s předchozími nebo následujícími procesy, manipulací nebo vlivy prostředí. Dilema vzniká v okamžiku, kdy se požadavky na jemné čištění spojí s složitými geometrickými tvary součástek. Je třeba na jedné straně zabránit znečištění pomocí technických a mechanických komponent (zejména/filmově přes ventily, otáčivé pohyby, mrtvé prostory atd.). Na druhé straně je kvůli těmto kritickým geometriím součástek nutné klást vysoké nároky na mechanické a technické provedení procesu. Navíc tento typ čištění prochází předběžnými procesy, které jsou často spojeny s vysokým přítokem nečistot (například obrábění, broušení atd.). Z toho vyplývá použití:

- vysokých objemových průtoků s definovanými médii
- vyšších stříkacích a přelévacích tlaků
- relativních pohybů (naklánění, otáčení, intervalové otáčení)
- použití podtlakových čištění s ultrazvukem i bez něj

To nelze realizovat v otevřených vícekádových systémech nebo jen s výraznými omezeními. Také běžné filtrační systémy médií je třeba kriticky posoudit z hlediska jejich filtrační rychlosti.

Dosavadní technika zařízení

V minulosti a částečně i dosud se osvědčily klasické vysoce kvalitní sériové ultrazvukové mycí linky. Hlavní důraz je kladen na mycí mechanické schopnosti ultrazvuku a u některých požadavků také na megazvuk v kombinaci s vhodnou čistící chemii a počtem a kvalitou oplachových kol. Oběhové filtrační systémy jsou navrženy tak, aby plovoucí nečistoty byly odplaveny z povrchu, filtrovány a čištěné médium mohlo být znovu zaváděno. V některých případech je odebírání média prováděno i pod úrovní lázně. Pohyby výrobků jsou přizpůsobeny ultrazvukové frekvenci formou pohybu sražení a snížení nebo v některých případech i otáčivému pohybu.

Nové a/nebo dosud nedostatečně řešené úkoly

Ve všech průmyslových odvětvích roste potřeba jemného čištění pro složitější výzvy. Ať už u produktů v medicínském technickém zařízení (například endoskopy, kanály, porézní implantáty, vodítka) nebo v oblasti polovodičového průmyslu (například ventily, chladicí prvky/vedení). Kvůli novým výrobním metodám, jako je aditivní výroba (3D tisk), speciální povrchové úpravy a lepicí techniky, a také díky rostoucí poptávce po vysoce kvalitních senzorech (v automobilovém průmyslu), vznikají nové úkoly při odstraňování jemných částic a filmových nečistot. Klasické ultrazvukové zařízení dosahují při složitých geometriích/kapilárách z výše zmíněných oblastí fyzikálních limitů. Při vysokých hodnotách znečištění, způsobených předběžnými procesy, jsou navíc požadavky na filtrační rychlost a tím i na množství cirkulace vyšší. A nakonec existuje riziko poškození povrchů s povrchovou úpravou ultrazvukem.

Technologie komor

Technologie komor se od té doby osvědčila především v dodavatelském průmyslu pro automobily a v obecné průmyslové výrobě. U úkolů jemného čištění je již dlouho upřednostňována před sériovými mycími linkami. Důvody jsou rozšířené schopnosti díky hermeticky uzavřeným zpracovatelským komorám. Umožňují použití tlaků/odtlaků, využívání téměř neomezených objemových průtoků, vyšších filtračních rychlostí a tím i výrazně rychlejší odstraňování nečistot. Vakuové systémy dokonce umožňují bezpřírubové a tím šetrné plnění zpracovatelských komor v podtlaku. Celkově z výše uvedených bodů vyplývá zlepšená kvalita médií v čištění a oplachu. S možností mezikruhového čištění a díky optimalizovaným rozvodům médií lze minimalizovat přenos médií a výrazně snížit celkový počet potřebných procesů čištění a oplachu ve srovnání s dosavadními sériovými mycími linkami.

S dvěma nebo více zpracovatelskými komorami lze navíc oddělit čištění od oplachu bez přenosu kontaminace a jako vedlejší efekt zvýšit průchodnost. Předlohy médií a zpracovatelské komory jsou u tohoto typu systémů technicky oddělené, takže je možná i prostorová separace. Zařízení lze například začlenit do čisté místnosti nebo jako inline komoru do přechodu do čisté místnosti (Quality Gate). Předlohové nádrže s filtračními a médii upravujícími moduly mohou být umístěny mimo nebo i na jiné úrovni. Prakticky jsou tyto systémy vhodné pro všechny velikosti konstrukcí.

Další výhody:

- Křížová kontaminace je téměř vyloučena, protože celé prostředí s médii je průběžně čištěno
- Předloha médií je obvykle 1,5 až 2krát větší než zpracovatelská komora
- Hermeticky uzavřená komora může být přímo připojena k vhodným médiovým tokům (vzduch nebo kapaliny)

Integrací vakuových čisticích postupů (cyklická nukleace) lze snadno řešit úkoly jako čištění vnitřků potrubí nebo zpracování hustě zabalených složitých součástek (výhody v hustotě balení). Navíc je technologie komor vhodná jak pro dávkové, tak pro jednotlivé čištění dílů, parní čištění a parní oplachy, stejně jako pro všechny známé metody sušení.

Příklad použití

V polovodičovém průmyslu jsou otevřené vícekádové/sériové mycí linky nezbytné pro čištění waferů. Pro použití například u ventilových sestav, mechanických jednotek, výměníků tepla a chladicích vedení je tato technologie omezená nebo vůbec nevhodná.

Společnost LPW Reinigungssysteme GmbH vyvinula pro tyto případy systém s předními dveřmi a dvojitou komorou s trojstupňovým předlohovým systémem médií, který byl již několikrát realizován. Zpracované hliníkové sestavy (max. dávka 800 x 500 x 650 mm) jsou po zpracování a před finální montáží v čisté místnosti čištěny.

Požadavky na čistotu při této úloze jsou rozděleny do několika kritérií (výběr):

- Organické, filmové nečistoty: 10 - 100 ng /cm2 větší C7
- Pevné nečistoty: cca 30 µm < 4 částice/ dm2 pod UV zářením, 0,3 µm ≤ 10 000 částic/cm2, 0,2 µm ≤ 20 000 částic/cm2

Další požadavky byly stanoveny na kovy, anorganické nečistoty jako limity pro cca 40 kovů a anionty.

Procesní sled:

Automatický transport pod laminárním proudem do první zpracovatelské komory

Komora 1

- 1 mycí předloha
- 1 oplachová předloha s destilací, 18 bar tlakové přelévání s vysokým objemovým průtokem při čištění
- Ultrazvukové čištění/oplachování (čištění/oplachování 1)
- CNp předčištění (cyklická nukleace pro obě kola)

Komora 2

- Jemné oplachy s ultrazvukem + CNp (cyklická nukleace)
- Jemný stříkací oplach s čistou vodou
- Horký vzduch CNp-/vakuové sušení
- Automatický transport do připojené čisté místnosti.

Závěr

Technologie komor nabízí při složitých a náročných geometriích možnost využití známých a osvědčených chemických čištění a všech sušicích metod. Navíc lze využít nové technologie, jako je cyklická nukleace nebo hybridní postupy, se všemi jejich výhodami. Hermeticky uzavřené komory, provedené volitelně jako přední, horní nebo inline verze, lze s vysokou flexibilitou začlenit do čistých prostor. Díky možnosti prostorově oddělit předlohy médií od místa čištění je varianta komory ideální pro dnešní i budoucí požadavky.