Pulizia ad alta purezza – di cosa si tratta?

La pulizia ad alta purezza impone anche requisiti particolari ai mezzi di pulizia. Ciò include l'assenza di elementi HIO (outgassing indotto dall'idrogeno) che possono causare contaminazioni crociate. (Fonte immagine: SurTec)

Oltre alla pulizia effettiva, fattori come i processi di produzione ottimizzati per la purezza e un ambiente adattato ai requisiti di pulizia svolgono un ruolo decisivo nella pulizia ad alta purezza, ultra-fine e di precisione. (Fonte immagine: LPW Reinigungssysteme)

Le macchine di pulizia ad ultrasuoni a più vasche sono una soluzione ottimale per una vasta gamma di materiali, alte esigenze di produzione e specifiche di pulizia grazie a stazioni di pulizia e risciacquo che possono essere combinate in qualsiasi modo – anche con diversi mezzi di pulizia e qualità dell'acqua di risciacquo. (Fonte immagine: UCM)

Con le postazioni progettate e attrezzate per ambienti a norma di camera bianca per la pulizia a secco con neve di CO2, è possibile soddisfare i requisiti di massima pulizia, ad esempio la classe di pulizia superficiale 1. (Fonte immagine: acp systems)

La costruzione e l'attrezzatura speciale ad alta purezza della macchina a doppia camera per media a base acquosa consentono una pulizia efficiente anche di componenti di grandi dimensioni, raggiungendo in modo stabile requisiti di pulizia molto elevati. (Fonte immagine: Ecoclean)

Poiché gli standard aziendali per le contaminazioni filmiche di solito non sono accessibili al pubblico, un fornitore di servizi per applicazioni di pulizia ad alta purezza ha definito le cosiddette "Classi di Purezza". Queste si basano sulle norme ISO e possono essere associate agli standard di produzione ad alta purezza di alcuni OEM. (Fonte immagine: VACOM Vakuum Komponenten & Messtechnik)

Alta Purezza – un termine sempre più utilizzato nella pulizia dei componenti. Poiché non esiste una definizione universale che stabilisca quali requisiti e condizioni debbano essere soddisfatti, le specifiche variano da settore a settore. Fondamentalmente, si tratta di ottenere un livello di purezza del componente molto elevato, con attenzione non solo alla soluzione di pulizia stessa, ma anche all'intera catena di processo e alle condizioni ambientali.

Le crescenti e sempre maggiori richieste di prestazioni e affidabilità di componenti e parti in molti settori influenzano anche la pulizia dei pezzi. Così, in settori industriali come l'industria dei fornitori di semiconduttori, produzione di elettronica, mobilità elettrica, industria ottica e optoelettronica, tecnologia dei sensori, fotonica, tecnologia a film sottile, tecnologia del vuoto, laser e analisi, aerospaziale e anche medico e farmaceutico, si utilizza sempre più spesso il termine Alta Purezza – spesso come sinonimo di pulizia di precisione e fine.

Componenti, settori e requisiti diversi

I termini sono strettamente correlati. Per tutti, infatti, è necessario soddisfare livelli molto elevati di pulizia particellare, talvolta fino al livello nanometrico, e requisiti estremamente rigorosi riguardo alle contaminazioni residue filmiche. Eppure ci sono differenze. La Alta Purezza viene spesso utilizzata in relazione all'industria dei semiconduttori, tra cui la produzione di componenti per la litografia EUV, e nella tecnologia del vuoto ad altissima e ultra alta vacuità (XHV, UHV e UCV). Oltre alle contaminazioni particellari e organiche filmiche, sia organiche che inorganiche, qui devono essere considerate anche le sostanze o gli elementi indotti dall'idrogeno (HIO). Ciò significa che queste sostanze non devono essere presenti né nel materiale del componente né nei mezzi di lavorazione e pulizia, né sulla superficie dei componenti puliti. Anche le più piccole quantità possono fuoriuscire nel vuoto e causare contaminazioni incrociate o limitare la pressione del vuoto. Di conseguenza, le condizioni per una produzione impeccabile di, ad esempio, semiconduttori e microchip, nonché di sistemi di sensori e analisi di alta tecnologia, non sarebbero più garantite. In pulizia di precisione e fine, questa esigenza di solito non si presenta.

Le specifiche di pulizia particellare da rispettare durante il processo di pulizia sono definite attraverso la classificazione della purezza superficiale (ORK). La purezza superficiale filmica, organica e inorganica viene di solito definita tramite specifiche individuali o norme aziendali. A queste si aggiungono eventualmente i tassi di fuoriuscita di gas, valutati tramite spettrometri di massa. Queste specifiche di norma non sono accessibili al pubblico.

Vedere l'intero processo di produzione

Questi rigorosi requisiti di pulizia non possono essere soddisfatti solo da un impianto di pulizia; qui si pone ancora più enfasi, rispetto ai compiti di pulizia tradizionali, sull'intera catena di produzione, sulla gestione corretta dei pezzi e sulle condizioni ambientali. Un aspetto importante sono i processi di lavorazione precedenti. Essi devono supportare l'obiettivo di pulizia di Alta Purezza, di precisione o di pulizia fine. Non è possibile, ad esempio, lavorare componenti in modo tale che parti del mezzo di lavorazione vengano incorporate sulla superficie in modo tale da non poter essere rimosse o pulite adeguatamente.

Impianti tecnici adeguati

Vengono utilizzati sia sistemi di pulizia con camere e ultrasuoni a più vasche con mezzi liquidi, dotati di tecnologie di processo e sistemi di asciugatura adattati, sia metodi di pulizia a secco come la tecnologia a spruzzo di neve di CO2, sistemi di pulizia con plasma e sistemi di riscaldamento sottovuoto. I criteri principali nella scelta della tecnologia di pulizia più adatta sono la purezza da ottenere, il tipo di contaminante da rimuovere e il materiale e la geometria del componente. Su questa base, si può stabilire quali e quanti passaggi di processo sono necessari e con quale tecnologia. La soluzione ottimale può anche consistere in una combinazione di diversi metodi. Per il monitoraggio e il controllo dei parametri di processo più frequentemente richiesti, sono disponibili soluzioni specifiche.

Indipendentemente dalla tecnologia di pulizia utilizzata, gli impianti devono essere progettati per ottenere un'elevata purezza e per evitare contaminazioni di ritorno e incrociate. Ciò include, ad esempio, la scelta dei materiali e dei componenti dell'impianto, così come la lavorazione. Saldature, angoli e spigoli, dove anche le più piccole quantità di sporco possono accumularsi, sono controproducenti.

Prestare attenzione al mezzo

Rispetto alla pulizia tradizionale, in cui spesso devono essere rimossi grandi quantità di olio, emulsioni e trucioli, nella pulizia fine, di precisione e Alta Purezza si tratta spesso di quantità residue minime. A seconda del tipo di contaminante e dei requisiti di pulizia, può essere utilizzato un solvente, di solito un alcool modificato convenzionale. Diversamente, per i detergenti acquosi, questi mezzi sono formulati appositamente per rimuovere le ultime impurità dalla superficie senza depositarne di nuove. Per questo, il detergente deve essere molto più facilmente risciacquabile. In generale, il risciacquo ha un ruolo molto più importante rispetto alla pulizia tradizionale con mezzi a base d'acqua. Di conseguenza, gli impianti dispongono di più fasi di risciacquo e si presta molta attenzione a non trasportare il mezzo di risciacquo da un serbatoio all'altro.
La qualità dell'acqua utilizzata varia anch'essa. In base alle esigenze, si utilizza acqua opportunamente trattata, come osmosi (RO), deionizzata (DI) o ultrapura (UPW).

Nessuna contaminazione dall'ambiente

Un altro aspetto fondamentale è l'ambiente in cui vengono gestiti i componenti altamente purificati. In base alle specifiche di purezza, si procede con la pulizia o la consegna dei pezzi in una camera bianca o ambiente controllato. Se è necessario un ambiente sterile, la classe di purezza della camera bianca viene scelta in base alla classe di purezza superficiale desiderata. Per risparmiare sui costi di uno spazio di camera bianca, l'impianto di pulizia può essere collocato in un'area pulita, dotata di sistemi di filtrazione dell'aria adeguati, e la consegna dei pezzi può avvenire tramite una camera di passaggio nel locale sterile. Naturalmente, è necessario anche personale adeguatamente formato e attrezzato.

Soprattutto all'inizio della produzione di componenti con requisiti di pulizia molto elevati, può essere utile affidare la pulizia a un fornitore di servizi esperto e adeguatamente attrezzato.

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