La « plus » décisive en termes de possibilités

CNp-/US-Double Chamber System pour le nettoyage fin avec raccordement direct à une salle blanche. (Photos/Schémas : LPW Reinigungssysteme GmbH)

La technologie de chambre convient également pour le nettoyage fin. (Photos/illustrations : LPW Reinigungssysteme GmbH)

La technologie de chambre peut également être intégrée dans une technique de transfert classique avec des chargeurs supérieurs. (Photos/illustrations : LPW Reinigungssysteme GmbH)

Casières traitées en surface de manière spécifique puis électropolies, ainsi que les équipements intégrés, soutiennent le processus de nettoyage. (Photos/Schémas : LPW Reinigungssysteme GmbH)

Les tâches de nettoyage fin ont généralement été principalement présentes dans les domaines de l'optique, des semi-conducteurs ou de la technologie médicale au cours des dernières décennies. Et il a été/est prouvé que l'on nettoie ici avec des systèmes de nettoyage multi-bains à ultrasons de haute qualité. Cependant, avec l'augmentation des exigences dans les secteurs mentionnés ainsi que de nouveaux défis dans le secteur automobile ou dans l'industrie générale, de nouvelles méthodes sont désormais en jeu. Ainsi, par exemple, des systèmes à une ou plusieurs chambres avec des chambres de traitement hermétiquement fermées offrent un potentiel nettement supérieur.

Caractérisation des tâches de nettoyage fin

Parmi les caractéristiques du nettoyage fin, on trouve notamment le risque de contamination croisée avec des processus en amont ou en aval, des manipulations ou des influences environnementales. Le dilemme surgit lorsque les exigences de nettoyage fin entrent en contact avec des géométries de pièces complexes. En effet, il faut d'une part éviter les contaminations par des composants procédés mécaniques et techniques (particules/films via des vannes, mouvements de rotation, chambres mortes, etc.). D'autre part, en raison de ces géométries critiques des pièces, une forte importance doit également être accordée à la conception mécanique et procédurale. De plus, ce type de pièce à nettoyer passe par des pré-processus souvent associés à une forte contamination (par exemple, usinage, meulage, etc.). Cela entraîne l'utilisation :

• de débits volumétriques élevés avec des médias définis
  
• de pressions de jet et de flux plus élevées
  
• de mouvements relatifs (balancement, rotation, rotation par intervalles)
  
• de l'utilisation de procédés de nettoyage sous vide, avec ou sans ultrasons

Ce type de nettoyage ne peut pas ou seulement avec de graves limitations être réalisé dans des systèmes à plusieurs bains ouverts. De plus, il est crucial de remettre en question la capacité de filtration des systèmes de circulation de médias habituels.

Technologie des installations existantes

Dans le passé, et en partie encore aujourd'hui, les systèmes classiques de nettoyage à ultrasons en série de haute qualité ont fait leurs preuves. L'accent est mis sur les capacités mécaniques de lavage des ultrasons et, pour certains besoins, aussi sur ceux du mégason en combinaison avec la chimie de nettoyage appropriée ainsi que sur le nombre et la qualité des filtres de rinçage. Les systèmes de filtration en boucle sont conçus pour que les contaminations flottantes soient évacuées de la surface, filtrées et que le média nettoyé puisse être réintroduit. Dans certains cas, la prise de média se fait également sous le niveau du bain. Les mouvements des pièces sont adaptés à la fréquence ultrasonore sous forme de mouvement de levage-descente ou, dans certains cas, aussi de rotation.

Nouvelles tâches ou tâches insuffisamment résolues jusqu'à présent

Dans tous les secteurs industriels, la demande pour des solutions de nettoyage fin pour des défis plus complexes ne cesse de croître. Que ce soit pour des produits en technologie médicale (par exemple, endoscopes, canules, implants poreux, fils guides) ou dans le domaine de l'industrie des semi-conducteurs (par exemple, vannes, éléments de refroidissement / conduites). En raison de nouveaux procédés de fabrication, tels que la fabrication additive (impression 3D), des procédés de revêtement et de collage spéciaux, ainsi que de la demande croissante pour, par exemple, des capteurs de haute qualité (dans l'industrie automobile), de nouvelles tâches apparaissent pour éliminer des contaminations particulaires fines et filmogènes. Les systèmes classiques à ultrasons atteignent physiquement leurs limites avec des géométries complexes / capillaires issus des domaines mentionnés. En cas de niveaux de contamination élevés, dus aux pré-processus, des exigences plus strictes en matière de taux de filtration et donc de volume de circulation sont également nécessaires. Enfin, lors du nettoyage de surfaces revêtues, il existe un risque de dommages causés par les ultrasons.

Technologie de chambre

La technologie de chambre s'est avérée depuis lors dans le secteur de la sous-traitance automobile ainsi que dans l'industrie générale. Pour les tâches de nettoyage fin, elle est désormais préférée dans de nombreux domaines par rapport aux systèmes à série. Les raisons en sont les capacités accrues grâce aux chambres de traitement hermétiquement fermées. Elles permettent l'utilisation de pressions/soufflages, l'exploitation de débits volumétriques presque illimités, des taux de filtration plus élevés et donc un évacuation des contaminations nettement plus rapide. Les systèmes à vide permettent même de remplir la chambre de traitement sous vide, sans pression, de manière douce. Dans l'ensemble, cela conduit à une meilleure qualité de média dans les étapes de nettoyage et de rinçage. Avec la possibilité de souffler entre les étapes et grâce à des distributeurs de médias optimisés, la contamination par les médias peut être réduite à un minimum, et le nombre total de processus de nettoyage et de rinçage nécessaires pour une tâche peut être considérablement réduit par rapport aux systèmes à série traditionnels.

Avec deux ou plusieurs chambres de traitement, il est également possible de séparer sans contamination la phase de nettoyage de la phase de rinçage, ce qui augmente considérablement le débit en tant qu'effet secondaire. Les modèles de médias et les chambres de traitement sont séparés sur le plan procédural dans ce type de systèmes, permettant également une séparation spatiale si nécessaire. Les systèmes peuvent être intégrés, par exemple, dans un environnement de salle blanche ou comme chambre en ligne dans le passage vers la salle blanche (porte d'accès à la qualité). Les réservoirs de médias avec modules de filtration / traitement peuvent être placés à l'extérieur ou à un autre niveau. En pratique, ces systèmes sont utilisables pour toutes les tailles de construction.

Autres avantages :

• Les contaminations croisées / réciproques sont presque inexistantes, car tout l'environnement en contact avec le média est continuellement nettoyé
  
• Le modèle de médias est généralement 1,5 à 2 fois plus grand que la chambre de traitement
  
• La chambre hermétiquement fermée peut être directement connectée aux flux de médias appropriés (air ou liquides)

Grâce à l'intégration de procédés de nettoyage sous vide ( nucléation cyclique), des tâches telles que le nettoyage intérieur de conduits ou le traitement de pièces complexes densément emballées peuvent être facilement résolues (avantages en densité d'emballage). De plus, la technologie de chambre convient aussi bien au nettoyage par lots qu'au nettoyage de pièces individuelles, aux applications de nettoyage à la vapeur et de rinçage à la vapeur, ainsi qu'à tous les procédés de séchage connus.

Exemple d'application

Dans l'industrie des semi-conducteurs, les systèmes de nettoyage en série / bains ouverts sont indispensables pour le nettoyage des wafers. Pour une utilisation, par exemple, dans les groupes de vannes, les unités mécaniques, les échangeurs de chaleur et les conduites de refroidissement, cette technologie est limitée ou même inadaptée.

LPW Reinigungssysteme GmbH a développé pour ces cas d'application un système à double chambre frontal avec une modèle de médias à trois niveaux, qu'elle a déjà mis en œuvre plusieurs fois. Les modules de traitement en aluminium (charge maximale 800 x 500 x 650 mm) sont nettoyés après traitement et avant le montage final en salle blanche.

Les exigences de pureté associées à la tâche sont réparties en plusieurs critères (extrait) :

- Organique, contamination filmogène : 10 - 100 ng /cm2, plus grand que C7
- Contamination particulaire : environ 30 µm < 4 particules / dm2 sous lumière UV, 0,3 µm ≤ 10 000 particules/cm2, 0,2 µm ≤ 20 000 particules/cm2

Des exigences supplémentaires concernaient également les métaux, la pollution inorganique comme limites pour environ 40 métaux et anions.

Processus :

Transport automatique sous plan laminaire vers la première chambre de traitement

Chambre 1

- 1 modèle de pré-nettoyage
- 1 modèle de rinçage avec traitement par distillation, rinçage sous pression à 18 bars avec un débit élevé en volume dans le processus de nettoyage
- Nettoyage / rinçage par ultrasons (nettoyage / rinçage 1)
- Pré-nettoyage CNp ( nucléation cyclique pour les deux bains)

Chambre 2

- Rinçage fin avec ultrasons + CNp (nucléation cyclique)
- Rinçage fin avec eau pure
- Séchage à l'air chaud / sous vide CNp
- Transport automatique vers la salle blanche attenante

Conclusion

La technologie de chambre offre, pour des géométries complexes et difficiles, la possibilité d'utiliser les procédés de nettoyage humide connus et éprouvés ainsi que tous les procédés de séchage. De plus, de nouvelles technologies, telles que la nucléation cyclique ou les procédés hybrides, peuvent être exploitées avec tous leurs avantages. Les chambres hermétiquement fermées, conçues en version frontale, à chargement supérieur ou en ligne, peuvent être intégrées avec une grande flexibilité dans des environnements de salles blanches. Grâce à la possibilité de séparer spatialement les modèles de médias du lieu de nettoyage, la variante chambre répond idéalement aux exigences actuelles et futures.