La diferencia crucial en las <strong>«más»</strong> de posibilidades

Sistema de doble cámara CNp-/US para la limpieza fina con conexión directa a una sala limpia. (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

La tecnología de cámaras también es adecuada para la limpieza fina. (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

La tecnología de cámaras también puede integrarse en una tecnología de convertidores clásica con cargadores superiores. (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

Cámaras de tratamiento de superficies especialmente tratadas y posteriormente electrogalvanizadas, así como las instalaciones, apoyan el proceso de limpieza. (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

Las tareas de limpieza fina surgieron en las últimas décadas principalmente en los ámbitos de óptica, semiconductores o tecnología médica. Y, como es habitual, aquí se limpian con sistemas de ultrasonidos de múltiples bañeras de alta calidad. Sin embargo, con el aumento de las exigencias en los sectores mencionados, así como con nuevos desafíos en el sector automotriz o en la industria en general, ya están en juego nuevos procedimientos. Por ejemplo, los sistemas de una o varias cámaras con cámaras de tratamiento herméticamente cerradas ofrecen claramente más posibilidades.

Caracterización de las tareas de limpieza fina

Entre las características de la limpieza fina se encuentra también el riesgo de contaminación cruzada con procesos anteriores/posteriores, manejos o influencias del entorno. El dilema surge en el momento en que las exigencias de limpieza fina se combinan con geometrías complejas de las piezas. Porque, por supuesto, por un lado, se trata de evitar contaminantes mediante componentes de proceso mecánicos y de procedimiento (particulado/filmico a través de válvulas, movimientos giratorios, cámaras muertas, etc.). Por otro lado, debido a estas geometrías críticas de las componentes, también se debe dar una alta prioridad a la ejecución mecánica y de proceso. Además, este tipo de material de limpieza pasa por preprocesos que a menudo están asociados con una alta entrada de suciedad (por ejemplo, mecanizado, lijado, etc.). De esto surgen las siguientes aplicaciones:

• de altos caudales volumétricos con medios definidos
  - mayores presiones de rociado y flujo
  - movimientos relativos (balanceo, giro, rotación intermitente)
  - uso de procedimientos de limpieza basados en vacío, con y sin ultrasonidos

Esto no se puede o solo con muchas restricciones implementar en sistemas abiertos de múltiples bañeras. También, los sistemas habituales de circulación de medios deben ser cuestionados en cuanto a su tasa de filtración.

Técnica de sistemas existentes

En el pasado y en algunos casos hasta hoy, se han comprobado sistemas clásicos de ultrasonidos en línea de alta calidad. En primer plano están las capacidades mecánicas de lavado del ultrasonido y, en algunos requisitos, también del megasonido en combinación con la química de limpieza adecuada y la cantidad y calidad de los filtros de lavado. Los sistemas de filtración en ciclo están diseñados para que las contaminaciones flotantes en la superficie sean eliminadas, filtradas y el medio limpio pueda ser reintroducido. En algunos casos, la extracción del medio también se realiza por debajo del nivel del baño. Los movimientos de las piezas están ajustados a la frecuencia de ultrasonido en forma de movimiento de vaivén o, en algunos casos, también como rotación.

Nuevas tareas o tareas insuficientemente resueltas hasta ahora

En todos los sectores industriales existe una creciente necesidad de soluciones de limpieza fina para desafíos más complejos. Ya sea en productos de tecnología médica (por ejemplo, endoscopios, catéteres, implantes porosos, guías) o en el sector de semiconductores (por ejemplo, válvulas, componentes/líneas de refrigeración). Debido a nuevos procesos de fabricación, como la fabricación aditiva (impresión 3D), procedimientos de recubrimiento y pegado especiales, así como a la creciente demanda de, por ejemplo, sensores de alta calidad (en la industria automotriz), surgen nuevas tareas para eliminar contaminantes finos particulados y filmicos. Los sistemas tradicionales de ultrasonidos alcanzan sus límites físicos en geometrías complejas/capilares de los ámbitos mencionados. Con valores de contaminación elevados, debido a los preprocesos, también hay requisitos más altos en la tasa de filtración y, por lo tanto, en la cantidad de recirculación. Por último, en la limpieza de superficies recubiertas, existe el riesgo de daño por ultrasonidos.

Tecnología de cámaras

La tecnología de cámaras ha demostrado su eficacia en el suministro de automoción y en la industria en general. Para tareas de limpieza fina, en muchos ámbitos ya se prefiere a los sistemas de ultrasonidos en línea. Las razones son las capacidades ampliadas gracias a las cámaras de tratamiento herméticamente cerradas. Permiten el uso de presiones/bajo-presiones, la utilización de caudales de volumen casi ilimitados, tasas de filtración más altas y, por tanto, una eliminación de contaminantes mucho más rápida. Los sistemas de vacío incluso permiten llenar la cámara de tratamiento sin presión y de forma suave en vacío. En conjunto, esto resulta en una mejor calidad del medio en las etapas de limpieza y enjuague. Con la posibilidad de soplado intermedio y mediante distribuidores de medios optimizados, se puede reducir al mínimo la transferencia de medios y reducir significativamente la cantidad total de procesos de limpieza y enjuague necesarios en comparación con los sistemas tradicionales de ultrasonidos en línea.

Con dos o más cámaras de tratamiento, también se puede separar sin transferencia la etapa de limpieza de la de enjuague, aumentando notablemente el rendimiento. Las plantillas de medios y las cámaras de tratamiento están separadas en términos de proceso, por lo que también es posible una separación espacial si es necesario. Estos sistemas pueden integrarse en entornos de sala limpia o como cámaras en línea en la transición a la sala limpia (puerta de calidad). Los tanques de plantilla con módulos de filtración y preparación de medios pueden colocarse fuera o en otro nivel. De hecho, estos sistemas son aptos para todos los tamaños de construcción.

Otras ventajas:

• Las contaminaciones cruzadas o recontaminaciones son casi inexistentes, ya que todo el entorno con medios se limpia continuamente
  - La plantilla de medios suele ser 1,5 a 2 veces mayor que la cámara de tratamiento
  - La cámara herméticamente cerrada puede conectarse directamente a los flujos de medios adecuados (aire o líquidos)

La integración de procedimientos de limpieza basados en vacío ( nucleación cíclica) permite resolver fácilmente tareas como la limpieza interna de tuberías o el tratamiento de componentes complejos y densamente empaquetados (ventajas en densidad de empaquetado). Además, la tecnología de cámaras es adecuada tanto para limpieza por lotes como para limpieza de piezas individuales, aplicaciones de limpieza con vapor y enjuague con vapor, así como para todos los procedimientos de secado conocidos.

Ejemplo de aplicación

En la industria de semiconductores, los sistemas de limpieza en línea de múltiples bañeras y en línea son imprescindibles para la limpieza de obleas. Para su uso en, por ejemplo, conjuntos de válvulas, unidades mecánicas, intercambiadores de calor y líneas de refrigeración, esta tecnología es limitada o incluso no adecuada.

LPW Reinigungssysteme GmbH ha desarrollado para estos casos de aplicación un sistema de doble cámara frontal con una plantilla de medios de tres etapas, que ha sido implementado varias veces. Los conjuntos de aluminio procesados (máximo tamaño de lote 800 x 500 x 650 mm) se limpian después del procesamiento y antes del montaje final en la sala limpia.

Los requisitos de pureza asociados a la tarea se dividen en varios criterios (extracto):

- Orgánicos, contaminación filmica: 10 - 100 ng /cm2 mayor C7
- Contaminación particulada: aproximadamente 30 µm < 4 partículas/ dm2 bajo luz UV, 0,3 µm ≤ 10.000 partículas/cm2, 0,2 µm ≤ 20.000 partículas/cm2

También existían requisitos para metales, contaminación inorgánica como límites para aproximadamente 40 metales y aniones.

Secuencia del proceso:

Transporte automático bajo piso laminar a la primera cámara de tratamiento

Cámara 1

- 1 plantilla de limpieza
- 1 plantilla de enjuague con preparación por destilación, enjuague a 18 bar con alto caudal volumétrico en la limpieza
- Limpieza/enjuague por ultrasonidos (Limpieza/enjuague 1)
- Prelimpieza CNp ( nucleación cíclica para ambos baños)

Cámara 2

- Enjuague fino con ultrasonidos + CNp ( nucleación cíclica)
- Enjuague fino con agua pura
- Secado con aire caliente / vacío con CNp
- Transporte automático en la sala limpia conectada

Conclusión

La tecnología de cámaras ofrece, en geometrías complejas y difíciles, la posibilidad de utilizar los conocidos y comprobados procedimientos de limpieza química húmeda, así como todos los procedimientos de secado. Además, se pueden aprovechar nuevas tecnologías, como la nucleación cíclica o procedimientos híbridos, con todas sus ventajas. Las cámaras herméticamente cerradas, diseñadas opcionalmente como versiones frontales, de carga superior o en línea, pueden integrarse con alta flexibilidad en entornos de sala limpia. Gracias a la posibilidad de separar espacialmente las plantillas de medios del lugar de limpieza, la variante de cámara satisface de manera ideal las exigencias actuales y futuras.