Le « plus » décisif en possibilités

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

2. La technologie de chambre convient également pour le nettoyage fin de pièces de grande taille (ici : environ 4 000 x 700 x 700 mm en aluminium). (Photos/Schémas : LPW Reinigungssysteme GmbH)

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

4. Chambres de traitement spécialement traitées en surface et ensuite électropolies, ainsi que les installations, 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 cela se fait 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. Par exemple, des systèmes à une ou plusieurs chambres avec des cavités 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 / en aval, des manipulations ou des influences environnementales. Le dilemme survient au moment où 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 mécaniques et procédés (particules / films par valves, mouvements de rotation, chambres mortes, etc.). D’autre part, en raison de ces géométries critiques, une importance élevée doit également être accordée à la conception mécanique et procédurale. De plus, ce type de matière à nettoyer passe par des pré-processus souvent associés à une forte entrée de saleté (par exemple, usinage, meulage, etc.). Cela entraîne l’utilisation :

• de débits volumétriques élevés avec des médias définis
  - de pressions de projection 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 traitement ne peut pas ou seulement avec de graves limitations être réalisé dans des systèmes multi-bains ouverts. Les systèmes de circulation de médias habituels doivent également être remis en question en ce qui concerne leur taux de filtration.

Technologie des installations existantes

Par le passé, et en partie jusqu’à aujourd’hui, des systèmes classiques de nettoyage par ultrasons de haute qualité ont fait leurs preuves. La capacité de nettoyage mécanique des ultrasons et, dans certains cas, du mégason en combinaison avec la chimie de nettoyage appropriée ainsi que le nombre et la qualité des filtres de rinçage sont au premier plan. Les systèmes de filtration en boucle sont conçus pour éliminer les contaminants flottants à la surface, les filtrer et réintroduire le média nettoyé. Dans certains cas, la prise du média se fait également sous le niveau du bain. Les mouvements des pièces sont adaptés à la fréquence des ultrasons sous forme de mouvements de levage-descente ou, dans certains cas, de rotation.

Nouvelles tâches ou tâches insuffisamment résolues jusqu’à présent

Dans tous les secteurs industriels, la demande de solutions de nettoyage fin pour des défis plus complexes augmente. Que ce soit pour des produits en technologie médicale (par exemple, endoscopes, canules, implants poreux, fils de guidage) ou dans le domaine des semi-conducteurs (par exemple, vannes, éléments / conduites de refroidissement). En raison de nouveaux procédés de fabrication, tels que la fabrication additive (impression 3D), des procédés de revêtement et de collage spéciaux, ainsi que la demande croissante pour, par exemple, des capteurs de haute qualité (dans l’industrie automobile), de nouvelles tâches apparaissent pour éliminer les contaminants particulaires fins et filmogènes. Les systèmes classiques d’ultrasons atteignent leurs limites physiques avec des géométries complexes / capillaires issus des domaines mentionnés. En cas de salissures élevées dues aux pré-processus, des exigences plus strictes en matière de taux de filtration et donc de volume de circulation sont également nécessaires. Enfin, la contamination des surfaces revêtues par ultrasons comporte un risque de dommage.

Technologie des chambres

La technologie des chambres a fait ses preuves depuis lors dans la sous-traitance automobile ainsi que dans l’industrie générale. Pour les tâches de nettoyage fin, elle est désormais souvent préférée aux systèmes de nettoyage en série. Les raisons en sont les capacités accrues grâce aux chambres de traitement hermétiquement fermées. Elles permettent l’utilisation de pressions / dépressions, l’exploitation de débits volumétriques presque illimités, des taux de filtration plus élevés et donc un nettoyage des contaminants beaucoup plus rapide. Les systèmes à vide permettent même de remplir la chambre de traitement sous vide, sans pression, de manière douce. Globalement, cela conduit à une meilleure qualité de média dans les étapes de nettoyage et de rinçage. Avec la possibilité de soufflage intermédiaire 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 en série traditionnels.

Avec deux ou plusieurs chambres de traitement, il est également possible de séparer le nettoyage de la phase de rinçage sans contamination croisée, ce qui augmente considérablement le débit. 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. Ces systèmes peuvent être intégrés, par exemple, dans un environnement en salle blanche ou comme chambre en ligne dans la zone de transition vers la salle blanche (porte d’accès de 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 peuvent être utilisés pour toutes les tailles de construction.

Autres avantages :

• - La contamination croisée / réciproque est presque inexistante, car tout l’environnement en contact avec le média est continuellement nettoyé
  - La réserve de médias est généralement 1,5 à 2 fois plus grande que la chambre de traitement
  - La chambre hermétiquement fermée peut être directement reliée aux flux de médias appropriés (air ou liquides)

Grâce à l’intégration de procédés de nettoyage sous vide (nucleation cyclique), il est facile de résoudre des tâches telles que le nettoyage intérieur de tubes ou le traitement de pièces complexes densément emballées (avantages en densité d’emballage). De plus, la technologie des chambres convient aussi bien pour le nettoyage par lots que pour le nettoyage de pièces individuelles, le nettoyage à la vapeur, le nettoyage à la vapeur et toutes les méthodes de séchage connues.

Exemple d’application

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

La société LPW Reinigungssysteme GmbH a développé pour ces cas d’application un système à double chambre frontal avec une réserve de médias à trois niveaux, et l’a mis en œuvre à plusieurs reprises. Les modules de traitement en aluminium (max. taille de lot 800 x 500 x 650 mm) sont nettoyés après traitement et avant l’assemblage 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, C7 plus grand
- 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 en tant que limites pour environ 40 métaux et anions.

Procédé :

Transport automatique sous laminaire dans la première chambre de traitement

Chambre 1

- 1 réserve de nettoyage
- 1 réserve de rinçage avec traitement par distillation, rinçage sous pression à 18 bars avec un débit élevé 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 / CNp / sous vide
- Transport automatique dans la salle blanche connectée.

Conclusion

La technologie des chambres offre la possibilité d’utiliser, pour des géométries complexes et difficiles, toutes les méthodes de nettoyage humide éprouvées ainsi que toutes les techniques 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, top ou en ligne, peuvent être intégrées avec une grande flexibilité dans des environnements en salle blanche. La possibilité de séparer spatialement les réserves de médias du lieu de nettoyage permet à la variante chambre de répondre idéalement aux exigences actuelles et futures.