Vysoce čistá čištění – co to obnáší?

Čištění vysoké čistoty klade také zvláštní nároky na čistící média. Patří sem absence prvků HIO (hydrogen-induced outgassing), které by mohly způsobit křížovou kontaminaci. (Zdroj obrázku: SurTec) / Čištění vysoké čistoty klade také zvláštní nároky na čistící média. To zahrnuje absenci prvků HIO (hydrogen-induced outgassing), které mohou způsobit křížovou kontaminaci. (Zdroj obrázku: SurTec)

Kromě samotného čištění hrají v oblasti vysoké čistoty, jemného a přesného čištění rozhodující roli faktory, jako jsou výrobní procesy optimalizované pro čistotu a prostředí přizpůsobené požadavkům na čistotu. (Zdroj obrázku: LPW Reinigungssysteme) / Kromě samotného čištění hrají faktory, jako jsou výrobní procesy optimalizované pro čistotu a prostředí přizpůsobené požadavkům na čistotu, rozhodující roli při čištění vysoké čistoty, ultra jemném a přesném čištění. (Zdroj obrázku: LPW Reinigungssysteme)

Mehrbad-ultrazvukové čisticí zařízení jsou optimálním řešením pro širokou škálu materiálů, vysoké požadavky na průchodnost a specifikace čistoty díky možnostem kombinace čisticích a oplachovacích stanic – včetně různých čisticích médií a kvality oplachovací vody. (Zdroj obrázku: UCM) / Multi-bath ultrasonic cleaning machines are an optimal solution for a wide variety of materials, high throughput requirements and cleanliness specifications thanks to cleaning and rinsing stations that can be combined in any way – including with different cleaning media and rinsing water qualities. (Image source: UCM)

Se stanicemi navrženými a vybavenými pro čisté místnosti pro suché čištění sněhovou kávou CO₂ lze splnit nejvyšší požadavky na čistotu, například třídu čistoty povrchu 1. (Zdroj obrázku: acp systems) / Stanice pro suché čištění sněhovou kávou CO₂, které jsou navrženy a vybaveny pro aplikace v čistých místnostech, lze použít k splnění nejpřísnějších požadavků na čistotu, například třídu čistoty povrchu 1. (Zdroj obrázku: acp systems)

Konstrukce a speciální zařízení s vysokou čistotou dvoukomorové zařízení pro vodou ředitelné média umožňuje efektivní čištění i velkých součástí, přičemž jsou stabilně dosaženy velmi přísné požadavky na čistotu. (Zdroj obrázku: Ecoclean) / Design a speciální zařízení s vysokou čistotou dvoukomorové stroje pro vodou ředitelné média umožňují efektivní čištění i velkých součástí, přičemž jsou stabilně dosahovány velmi náročné požadavky na čistotu. (Zdroj obrázku: Ecoclean)

Protože firemní standardy pro filmové znečištění obvykle nejsou veřejně dostupné, poskytovatel služeb pro vysokou čistotu při čištění definoval takzvané „Třídy čistoty“. Ty jsou založeny na normách ISO a lze je spojit s normami vysoké čistoty některých výrobců OEM. (Zdroj obrázku: VACOM Vakuum komponenty a měřicí technika)

High Purity – pojem, který je stále častěji používán v čištění dílů. Vzhledem k tomu, že neexistuje univerzální definice, která stanoví podmínky a požadavky, liší se specifikace od odvětví k odvětví. Obecně jde o vytvoření velmi vysoké čistoty dílů, přičemž vedle samotného čištění se klade důraz na celý procesní řetězec a okolní podmínky.

Požadavky na výkon a spolehlivost komponentů a dílů, které se v mnoha odvětvích výrazně zvýšily a dále se zvyšují, se také odrážejí v čištění dílů. Tak je v průmyslových odvětvích, jako je dodavatelský řetězec polovodičů, výroba elektroniky, e-mobilita, optický a optoelektronický průmysl, senzory, fotonika, tenkovrstvá technologie, vakuová, laserová a analytická technika, letectví a kosmonautika, stejně jako medicínský a farmaceutický průmysl, stále častěji používán pojem High Purity čištění – často jako synonymum pro jemné a přesné čištění.

Různé díly, odvětví a požadavky

Termíny jsou úzce propojené. U všech je třeba splnit velmi vysoké úrovně částicové čistoty, někdy až na úroveň nanometrů, a přísné požadavky na filmové zbytkové kontaminace. A přesto existují rozdíly. Tak je High Purity často spojováno s dodavatelským řetězcem polovodičů, mimo jiné s výrobou komponentů pro EUV litografii, a také s technologií vysokého vakua (XHV, UHV a UCV). Kromě částicových a filmových organických a anorganických nečistot je třeba zohlednit také látky nebo prvky způsobující hydrogen-induced outgassing (HIO). To znamená, že tyto látky nesmí být obsaženy ve stavebním materiálu dílu, v pracovních a čistících médiích nebo na povrchu čištěných dílů. I nejmenší množství může v vakuovém prostředí uvolňovat plyny, což může vést ke křížové kontaminaci nebo omezení vakuového tlaku. To by znemožnilo bezvadnou výrobu například polovodičů, mikročipů, vysoce technologických senzorů a analytických systémů. V přesném a jemném čištění se tyto požadavky obvykle neuplatňují.

Požadavky na částicovou čistotu při čištění jsou stanoveny pomocí uvedení příslušné třídy čistoty povrchu (ORK). Filmová chemická, organická a anorganická čistota povrchu je obvykle definována individuálními specifikacemi nebo normami výrobců. K tomu mohou být případně přidány hodnoty emisních rychlostí, které jsou vyhodnocovány pomocí hmotnostního spektrometru. Tyto požadavky jsou obvykle neveřejné.

Celý výrobní proces na očích

Tyto náročné požadavky na čistotu nelze splnit pouze pomocí čistícího zařízení; zde je ještě větší důraz kladen na celý výrobní řetězec, správné zacházení s díly a okolní podmínky než u klasických čistících úkolů. Jedním z aspektů jsou předchozí obráběcí procesy. Ty musí podporovat cíle čištění na úrovni High Purity, přesného nebo jemného čištění. Není tomu tak například u obrábění, při kterém jsou části obráběcího média tak začleněny do povrchu, že je nelze nebo jen obtížně odstranit.

Odpovídající technika zařízení

Používají se jak komorové a ultrazvukové více-kádové zařízení s tekutými médii a přizpůsobenou technologií a sušením, tak suché čistící metody, například technologie CO2 sněhové trysky, plazmové čištění a vakuové systémy na vytápění. Klíčovými kritérii při výběru vhodné čistící techniky jsou dosažená čistota, odstraňovaná nečistota a materiál či geometrie dílu. Na základě toho lze určit, které a kolik procesních kroků s jakou technologií je třeba. Optimální řešení může být také kombinací různých metod. Pro často požadovaný dohled a kontrolu procesních parametrů jsou k dispozici odpovídající řešení.

Bez ohledu na použitou čistící techniku musí být zařízení navržena tak, aby dosáhla vysoké čistoty a zabránila re- a křížové kontaminaci. To zahrnuje například výběr materiálů a komponent zařízení, stejně jako zpracování. Sváry, rohy a hrany, kde se mohou shromažďovat i minimální množství nečistot, jsou kontraproduktivní.

Věnujte pozornost médiím

Ve srovnání s klasickým čištěním, při kterém je často třeba odstranit velké množství oleje, emulze a třísek, jsou v jemném, přesném a High Purity čištění často pouze minimální zbytky. Podle typu nečistoty a požadované čistoty může jít o rozpouštědlo, které je obvykle konvenčním modifikovaným alkoholem. U vodních čisticích prostředků je situace odlišná. Tyto média jsou speciálně formulována tak, aby odstranila poslední zbytky nečistot z povrchu a současně nezanechala nové. Proto musí být čistič výrazně lépe splachovatelný. Celkově má oplachování v tomto případě mnohem větší význam než u běžného čištění vodou. Zařízení proto obsahují více oplachovacích stupňů a klade se větší důraz na to, aby nedošlo k přenesení oplachovacího média z jednoho nádrže do druhé.
Kvalita použité vody se rovněž liší. Podle úkolu je používána upravená voda, například reverzní osmóza (RO), deionizovaná (DI) nebo čistá voda (UPW).

Žádné znečištění z okolí

Dalším klíčovým aspektem je prostředí, ve kterém jsou manipulovány vysoce čisté díly. V souladu se specifikací čistoty je čištění nebo výdej dílů do čistého nebo čistícího prostoru. Pokud je potřeba čistý prostor, třída čistého prostoru se volí podle požadované třídy čistoty povrchu. Aby se ušetřilo nákladné čisté prostory, může být čistící zařízení vybavené odpovídajícími filtračními systémy umístěno v čisté zóně a výdej dílů do čistého prostoru realizován přes přepážku. Samozřejmě je třeba i personál, který je na tyto úkoly řádně vyškolen a vybaven.

Zvláště při zavádění výroby dílů s velmi vysokými nároky na čistotu může být rozumné předat čištění zkušenému a odpovídajícím způsobem vybavenému poskytovateli služeb.

parts2clean – mezinárodní hlavní veletrh pro průmyslové čištění dílů a povrchů

Jaké faktory hrají roli při High Purity, přesném a jemném čištění? Na co si dát pozor při zařízeních a médiích pro tyto druhy čištění? V kterých high-tech odvětvích je třeba zohlednit jaké požadavky? Odpovědi na tyto a mnoho dalších otázek týkajících se průmyslového čištění dílů nabízí veletrh parts2clean. Mezinárodní hlavní veletrh pro průmyslové čištění dílů a povrchů se uskuteční od 26. do 28. září 2023 na výstavišti ve Stuttgartu (Německo). Poskytuje komplexní informace o čistících systémech, alternativních technikách čištění, čistících médiích, technologiích čistých prostor, systémech zajištění kvality a kontrolních postupech, čištění a přepravě nádob, likvidaci a recyklaci procesních médií, manipulaci a automatizaci, službách, poradenství, výzkumu a odborné literatuře. Spoustu znalostí o různých tématech týkajících se čištění nabízí také třídenní odborné fórum. www.parts2clean.de.