La decisiva "più" di possibilit�

CNp-/US-Doppelkammereinheit für die Feinreinigung mit direkter Anbindung an einen Reinraum. (Fotos/Schaubilder: LPW Reinigungssysteme GmbH)

La tecnologia a camera è adatta anche per la pulizia fine. (Foto/Illustrazioni: LPW Reinigungssysteme GmbH)

La tecnologia delle camere può essere integrata anche in una tecnologia di convertitori classica con caricatori superiori. (Foto/Diagrammi: LPW Reinigungssysteme GmbH)

Camere di trattamento e inserti elettropoliti, trattati superficialmente e successivamente sottoposti a elettropolimento, supportano il processo di pulizia. (Foto/Diagrammi: LPW Reinigungssysteme GmbH)

Le operazioni di pulizia fine sono state tradizionalmente presenti negli ultimi decenni principalmente nei settori dell'ottica, dei semiconduttori o della tecnologia medica. E come comprovato, qui si utilizza/si è utilizzato con successo sistemi di pulizia ad ultrasuoni multi-bacino di alta qualità. Tuttavia, con l'aumento delle esigenze nei settori sopra menzionati e le nuove sfide nel settore automobilistico o nell'industria generale, sono ora in gioco nuove procedure. Ad esempio, impianti a una o più camere con camere di trattamento ermeticamente chiuse offrono un notevole aumento delle possibilità.

Indicazione delle operazioni di pulizia fine

Tra le caratteristiche della pulizia fine rientra anche il rischio di contaminazione crociata con processi precedenti/posteriori, influenze di manipolazione o ambientali. Il dilemma si presenta nel momento in cui le esigenze di pulizia fine si combinano con geometrie complesse dei componenti. Infatti, da un lato, è importante evitare contaminazioni attraverso componenti meccanici e di processo (particellare/filmico tramite valvole, rotazioni, camere morte, ecc.). Dall'altro lato, a causa di queste geometrie critiche dei componenti, si deve anche attribuire grande importanza alla realizzazione meccanica e di processo. Inoltre, questo tipo di bene da pulire attraversa pre-processi spesso associati a un elevato ingresso di sporco (ad esempio, lavorazioni di asportazione, levigatura, ecc.). Da ciò derivano l'uso di

- elevati volumi di flusso con media definiti
- pressioni di spruzzo e flusso più elevate
- movimenti relativi (oscillare, ruotare, rotazioni intermittenti)
- impiego di metodi di pulizia basati su depressione, con e senza ultrasuoni

Questa operatività non può essere realizzata in sistemi a più vasche aperte o solo con notevoli limitazioni. Inoltre, i sistemi di circolazione dei media tradizionali devono essere valutati criticamente in relazione alla loro capacità di filtrazione.

Tecnologia degli impianti esistenti

In passato, e ancora in parte oggi, si sono dimostrati efficaci i tradizionali impianti di ultrasuoni di alta qualità. Al centro ci sono le capacità meccaniche di lavaggio degli ultrasuoni e, in alcune esigenze, anche dell'ultrasuono di grande potenza, in combinazione con la chimica di pulizia appropriata e con il numero e la qualità delle spazzole di risciacquo. I sistemi di filtrazione a ciclo sono progettati per eliminare le impurità galleggianti dalla superficie, filtrarle e reintrodurre il mezzo pulito. In alcuni casi, il prelievo del mezzo avviene anche sotto il livello del bagno. I movimenti delle merci sono adattati alla frequenza degli ultrasuoni, sotto forma di movimento di sollevamento e abbassamento o, in alcuni casi, anche come rotazione.

Nuove e/o operazioni ancora insufficientemente risolte

In tutti i settori industriali cresce la domanda di soluzioni di pulizia fine per sfide più complesse. Che si tratti di prodotti nel settore della tecnologia medica (ad esempio, endoscopi, cannule, impianti porosi, guide) o anche nel settore dei semiconduttori (ad esempio, valvole, elementi/linee di raffreddamento). A causa di nuovi processi di produzione, come la produzione additiva (stampa 3D), tecniche di rivestimento e incollaggio speciali, e della crescente domanda di sensori di alta qualità (nell'industria automobilistica), emergono nuove sfide per eliminare contaminazioni di particelle fini e filmiche. Le tradizionali apparecchiature a ultrasuoni raggiungono i loro limiti fisici con geometrie complesse/capillari provenienti dai settori sopra menzionati. Con valori di contaminazione elevati, causati dai pre-processi, sono richieste anche capacità di filtrazione più elevate e, di conseguenza, una maggiore quantità di circolazione. Non da ultimo, la pulizia di superfici rivestite comporta il rischio di danni causati dagli ultrasuoni.

Tecnologia delle camere

La tecnologia delle camere si è dimostrata efficace finora nel settore delle forniture automobilistiche e nell'industria generale. Per le operazioni di pulizia fine, essa è ormai preferita rispetto agli impianti a più vasche. I motivi sono le capacità avanzate grazie alle camere di trattamento ermeticamente sigillate. Queste permettono l'uso di pressioni/sottopressioni, l'impiego di volumi di flusso praticamente illimitati, tassi di filtrazione più elevati e, quindi, una rimozione delle impurità molto più rapida. I sistemi di vuoto consentono anche il riempimento senza pressione della camera di trattamento in sottovuoto, delicato e senza danni. Complessivamente, i punti sopra menzionati portano a una qualità del mezzo migliorata nelle fasi di pulizia e risciacquo. Con la possibilità di soffiatura intermedia e grazie a distributori di media ottimizzati, si può ridurre al minimo il trascinamento del mezzo e diminuire significativamente il numero complessivo di processi di pulizia e risciacquo necessari rispetto agli impianti a più vasche tradizionali.

Con due o più camere di trattamento, è inoltre possibile separare senza contaminazioni la fase di pulizia da quella di risciacquo e, come effetto collaterale, aumentare significativamente la capacità di produzione. Le pre-imbottiture dei media e le camere di trattamento sono separate dal punto di vista dei processi in questi sistemi, consentendo anche una separazione spaziale se necessario. Gli impianti possono essere integrati, ad esempio, in ambienti di camere bianche o come camere inline nel passaggio tra ambiente di produzione e ambiente di camere bianche (Quality Gate). I serbatoi di pre-imbottitura con i moduli di filtrazione/ricondizionamento del mezzo possono essere posizionati all'esterno o anche a un livello diverso. Questi sistemi sono praticamente utilizzabili per tutte le dimensioni.

Vantaggi aggiuntivi:

- Le contaminazioni crociate/reverse sono quasi assenti, poiché l'ambiente circostante al mezzo viene continuamente pulito
- La pre-imbottitura del mezzo è generalmente 1,5-2 volte più grande della camera di trattamento
- La camera ermeticamente sigillata può essere collegata direttamente ai flussi di mezzo appropriati (aria o liquidi)

Integrando metodi di pulizia basati su vuoto (nucleazione ciclica), si possono facilmente risolvere operazioni come la pulizia interna di tubi o il trattamento di componenti complessi e densi (vantaggi di densità di imballaggio). Inoltre, la tecnologia delle camere è adatta sia per la pulizia batch che per quella di singoli pezzi, per la pulizia a vapore e per applicazioni di vaporizzazione, nonché per tutti i metodi di asciugatura noti.

Esempio di applicazione

Nel settore dei semiconduttori, gli impianti a più vasche aperte/impianti a ciclo continuo sono indispensabili per la pulizia dei wafer. Per l'uso, ad esempio, in gruppi di valvole, unità meccaniche, scambiatori di calore e linee di raffreddamento, questa tecnologia è limitata o addirittura non adatta.

LPW Reinigungssysteme GmbH ha sviluppato un sistema a doppia camera frontale con una pre-imbottitura a tre livelli per questi casi di applicazione, implementandolo più volte. I gruppi di alluminio lavorati (max. dimensione del lotto 800 x 500 x 650 mm) vengono puliti dopo la lavorazione e prima del montaggio finale in ambiente di camere bianche.

I requisiti di purezza associati alla missione sono suddivisi in vari criteri (estratto):

- Organico, contaminazione filmica: 10 - 100 ng/cm2, più grande C7
- Contaminazione particellare: circa 30 µm < 4 particelle/dm2 sotto luce UV, 0,3 µm ≤ 10.000 particelle/cm2, 0,2 µm ≤ 20.000 particelle/cm2

Inoltre, sono stati stabiliti limiti per metalli, contaminazioni inorganiche come soglie per circa 40 metalli e anioni.

Sequenza di processo:

Trasporto automatico sotto piano laminare nella prima camera di trattamento

Camera 1

- 1 pre-imbottitura di pulizia
- 1 pre-imbottitura di risciacquo con preparazione distillata, 18 bar di pressione di circolazione con alto volume di flusso durante la pulizia
- Pulizia/risciacquo ad ultrasuoni (pulizia/risciacquo 1)
- Pre-pulizia CNp (nucleazione ciclica per entrambe le vasche)

Camera 2

- Risciacqui fini con ultrasuoni + CNp (nucleazione ciclica)
- Spruzzatura fine con acqua ultrapura
- Asciugatura a vapore con CNp/vuoto
- Trasporto automatico in ambiente di camere bianche collegato

Conclusione

La tecnologia delle camere offre, in presenza di geometrie complesse e difficili, la possibilità di utilizzare tutte le tecniche di pulizia chimica umida e di asciugatura note e comprovate. Inoltre, possono essere sfruttate nuove tecnologie, come la nucleazione ciclica o metodi ibridi, con tutti i loro vantaggi. Le camere ermeticamente sigillate, realizzate come versioni frontali, top o inline, possono essere integrate con elevata flessibilità in ambienti di camere bianche. Grazie alla possibilità di separare spazialmente i pre-imbottiture del mezzo dal luogo di pulizia, la variante a camera si adatta idealmente alle esigenze attuali e future.