Nettoyage de haute pureté – qu'est-ce que cela implique ?

Le nettoyage de haute pureté impose également des exigences particulières aux médias de nettoyage. Cela inclut l'absence d'éléments HIO (dégazage induit par l'hydrogène) pouvant provoquer une contamination croisée. (Source de l'image : SurTec)

Outre le nettoyage proprement dit, des facteurs tels que des processus de fabrication optimisés pour la pureté ainsi qu'un environnement adapté aux exigences de propreté jouent un rôle déterminant dans le nettoyage haute pureté, ultra-fin et de précision. (Source de l'image : LPW Reinigungssysteme)

Les appareils de nettoyage par ultrasons multi-bains sont une solution optimale pour une grande diversité de matériaux, des exigences élevées en termes de débit et des spécifications de propreté, grâce à des stations de nettoyage et de rinçage pouvant être combinées de manière flexible — y compris avec différents médias de nettoyage et qualités d'eau de rinçage. (Source de l'image : UCM)

Avec les stations conçues et équipées pour le nettoyage à sec par jet de neige de CO₂, répondant aux exigences de salles blanches, il est possible de satisfaire aux normes de propreté les plus strictes, par exemple la classe de propreté de surface 1. (Source de l'image : acp systems)

La conception et l'équipement spécial de haute pureté de la machine à double chambre pour les médias à base d'eau permettent un nettoyage efficace même pour de grandes pièces, en atteignant de manière stable des exigences de propreté très strictes. (Source de l'image : Ecoclean) / La conception et l'équipement spécial de haute pureté de la machine à double chambre pour les médias à base d'eau permettent un nettoyage efficace même pour de grandes pièces, avec des exigences de propreté très strictes étant atteintes de manière stable. (Source de l'image : Ecoclean)

Étant donné que les normes internes pour les contaminations cinématographiques ne sont généralement pas accessibles au public, un prestataire de services pour les applications de nettoyage à haute pureté a défini ce qu'on appelle des « Classes de Pureté ». Elles sont basées sur les normes ISO et peuvent être associées aux normes de production à haute pureté de certains fabricants d’équipements d'origine (OEM). (Source de l'image : VACOM Vakuum Komponenten & Messtechnik)

Pureté élevée – un terme de plus en plus utilisé dans le nettoyage des pièces. Étant donné qu'il n'existe pas de définition universelle des conditions et exigences à remplir, les spécifications varient d'une industrie à l'autre. En principe, il s'agit de produire une très haute pureté des pièces, en mettant l'accent non seulement sur la solution de nettoyage elle-même, mais aussi sur l'ensemble de la chaîne de processus ainsi que sur les conditions ambiantes.

Les exigences en termes de performance et de fiabilité des composants et pièces, qui ont considérablement augmenté dans de nombreux secteurs et continuent de croître, ont également un impact sur le nettoyage des pièces. Ainsi, dans des domaines industriels tels que la sous-traitance pour les semi-conducteurs, la fabrication électronique, la mobilité électrique, l'industrie optique et optoélectronique, la technologie des capteurs, la photonique, la technologie des couches minces, la technique du vide, laser et analyse, l'aérospatiale ainsi que la médecine et la pharmacie, le terme nettoyage haute pureté est de plus en plus utilisé – souvent comme synonyme de nettoyage fin et de précision.

Différents composants, industries et exigences

Les termes sont étroitement liés. En effet, tous exigent des niveaux très élevés de propreté particulaire, parfois jusqu'au nanomètre, ainsi que des exigences extrêmement strictes concernant les contaminations résiduelles en film. Et pourtant, il existe des différences. Ainsi, la haute pureté est souvent associée à l'industrie des semi-conducteurs, notamment à la fabrication de composants pour la lithographie EUV, ainsi qu'à la technologie du vide haute (XHV, UHV et UCV). Outre les contaminants particulaires et organiques en film ainsi que les impuretés inorganiques, il faut également prendre en compte les substances ou éléments induits par l'hydrogène (HIO). Cela signifie que ces substances ne doivent ni être présentes dans le matériau du composant ni dans les médias de traitement et de nettoyage, ni sur la surface des pièces nettoyées. En effet, même de très petites quantités peuvent dégazer dans le vide, entraînant des contaminations croisées ou limitant la pression du vide. Cela compromettrait la fabrication parfaite, par exemple, de semi-conducteurs, de microcircuits, ainsi que de systèmes de capteurs et d'analyse de haute technologie. Dans le nettoyage de précision et fin, cette exigence n'est généralement pas requise.

Les exigences concernant la propreté particulaire lors du nettoyage sont généralement spécifiées par la classe de propreté de surface (ORK). La propreté de surface filmique, chimique, organique et inorganique est souvent définie par des spécifications individuelles ou des normes d'usine. Des taux de dégazage, évalués par spectromètre de masse, peuvent également être requis. Ces exigences ne sont généralement pas accessibles au public.

Considérer l'ensemble du processus de fabrication

Ces exigences strictes en matière de propreté ne peuvent pas être satisfaites uniquement par une seule installation de nettoyage ; ici, l'accent est encore plus mis, par rapport aux tâches de nettoyage classiques, sur l'ensemble de la chaîne de fabrication, une manipulation des pièces adaptée à la propreté et les conditions ambiantes. Un aspect important concerne les processus de traitement en amont. Ceux-ci doivent soutenir l'objectif de propreté de la haute pureté, de la précision ou du nettoyage fin. Ce n'est pas le cas lors d'un traitement où, par exemple, des composants du médium de traitement sont intégrés à la surface de manière à ne pas ou pas suffisamment être nettoyés.

Technologie d'installation adaptée

On utilise aussi bien des systèmes de chambre et d'ultrasons à plusieurs bains avec médias liquides, équipés de techniques de procédé adaptées et de systèmes de séchage, que des procédés de nettoyage à sec tels que la technologie de projection de neige de CO2, les systèmes de nettoyage par plasma ou de chauffage sous vide. Les critères essentiels pour choisir la technique de nettoyage appropriée sont la propreté à atteindre, la nature de la contamination à éliminer, ainsi que le matériau et la géométrie de la pièce. Sur cette base, il est possible de déterminer quelles étapes de processus et quelles techniques sont nécessaires. La solution optimale peut également résulter d'une combinaison de différentes méthodes. Des solutions sont également disponibles pour la surveillance et le contrôle des paramètres du processus, souvent requis.

Indépendamment de la technique de nettoyage utilisée, les installations doivent être conçues pour atteindre une propreté élevée tout en évitant la recontamination et la contamination croisée. Cela inclut, par exemple, le choix des matériaux et des composants de l'installation, ainsi que la manière dont le traitement est effectué. Les soudures, les coins et les arêtes où de très petites quantités de saleté peuvent s'accumuler sont contre-productifs.

Faire attention au médium

Comparé au nettoyage classique, où il faut souvent éliminer beaucoup d'huile, d'émulsions et de copeaux, dans le nettoyage fin, précis et haute pureté, il ne s'agit souvent que de quantités résiduelles minimales. Selon la contamination et l'exigence de propreté, cela peut être un solvant, généralement un alcool modifié conventionnel. La situation est différente avec les nettoyants aqueux. Ces médias sont spécialement formulés pour éliminer les dernières impuretés de la surface sans en introduire de nouvelles. Pour cela, le nettoyant doit être nettement plus facile à rincer. Dans l'ensemble, le rinçage y occupe une place bien plus importante que dans le nettoyage traditionnel à base d'eau. Les installations disposent donc de plusieurs étapes de rinçage, et une attention particulière est portée à ne pas transférer de média de rinçage d'un bassin à l'autre.
La qualité de l'eau utilisée diffère également. En fonction de la tâche, de l'eau traitée de manière appropriée est utilisée, comme l'osmose (RO), l'eau déminéralisée (VE) ou l'eau ultrapure (UPW).

Éviter la recontamination par l'environnement

Un autre aspect essentiel concerne l'environnement dans lequel les pièces hautement propres sont manipulées. En fonction de la spécification de propreté, le nettoyage ou la sortie des pièces dans une salle blanche ou une zone propre est effectué. Si une salle blanche est nécessaire, la classe de salle blanche est déterminée par la classe de propreté de surface à atteindre. Pour économiser sur l'espace coûteux d'une salle blanche, l'installation de nettoyage équipée de systèmes de filtration d'air appropriés peut être placée dans une zone propre, et la sortie des pièces peut être réalisée via une sas vers la salle blanche. Bien entendu, cela nécessite également un personnel formé et équipé en conséquence.

En particulier lors de l'entrée dans la fabrication de pièces avec des exigences très élevées en matière de propreté, il peut être judicieux de confier le nettoyage à un prestataire expérimenté et équipé en conséquence.

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Quels facteurs jouent un rôle dans le nettoyage haute pureté, précis et fin ? Que faut-il prendre en compte concernant les installations et les médias pour ces types de nettoyage ? Dans quels secteurs de haute technologie doit-on considérer quelles exigences ? Des réponses à ces questions et à bien d’autres concernant le nettoyage industriel des pièces sont proposées par parts2clean. Le salon international de référence pour le nettoyage industriel des pièces et des surfaces se tiendra du 26 au 28 septembre 2023 sur le site de la foire de Stuttgart (Allemagne). Il offre des informations complètes sur les systèmes de nettoyage, les techniques alternatives de nettoyage, les médias de nettoyage, la technologie de salle blanche, les méthodes d'assurance qualité et d'inspection, les contenants de nettoyage et de transport, la gestion des déchets et la recyclabilité des médias de processus, la manutention et l'automatisation, les services, le conseil, la recherche et la littérature spécialisée. Un forum professionnel de trois jours transmet également beaucoup de savoir-faire sur différents sujets liés au nettoyage. www.parts2clean.de.