Duurzaam en efficiënt oplossen van reinigingsuitdagingen in de elektronica- en halfgeleiderproductie

De klantgerichte planning, documentatie en ingebruikname van de automatiseringsoplossing voor het reinigingssysteem, evenals de integratie ervan in bestaande productielijnen, maken het aanbod compleet. (Foto: acp systems AG) / Customized planning, documentation, and commissioning of the automation solution for the cleaning system, as well as its integration into existing production lines, round off the company's range of services. (Photo: acp systems AG)

Het schaalbare quattroClean-sneeuwstraalproces wordt ook gebruikt voor het reinigen van Front-Opening Unified Pods (FOUP) om de netheid van wafers in de halfgeleiderproductie tijdens opslag en transport te waarborgen. (Foto: acp systems AG) / The scalable quattroClean snow jet process is also used for cleaning Front-Opening Unified Pods (FOUP) to ensure the cleanliness of wafers in semiconductor manufacturing during storage and transport. (Photo: acp systems AG)

Voor het procesontwerp en het bepalen van de toepassingsspecifiek optimale reinigingsparameters beschikt de fabrikant over een eigen cleanroom-technikum. (Foto: acp systems AG) / De fabrikant heeft een eigen cleanroom-technisch centrum voor het ontwerpen van processen en het bepalen van de optimale reinigingsparameters voor specifieke toepassingen. (Foto: acp systems AG)

De droge, hulpbronnenschonende quattroClean-sneeuwstraaltechnologie voldoet op een stabiele en reproduceerbare wijze aan de hoge reinheidseisen in de elektronica-industrie. Hier een toepassing uit de medische technologie, waarbij zowel een chip als de verpakking ervan worden gereinigd. (Foto: acp systems AG) / The dry, resource-saving quattroClean snow jet technology meets the high cleanliness requirements in electronics manufacturing in a robust and reproducible manner. Here is an application from medical technology in which both a chip and its packaging are cleaned. (Photo: acp systems AG)

De elektronica- en halfgeleiderproductie staat voor verschillende uitdagingen: steeds kleinere structuurgroottes, toenemende eisen aan de prestatie-dichtheid, betrouwbaarheid en veiligheid van elektronische componenten, evenals nieuwe fabricagetechnologieën die een hogere precisie en technische netheid vereisen. Het voortschrijdende tekort aan vakbekwame medewerkers versterkt de trend om arbeidsstappen inclusief reiniging te automatiseren. Daarnaast komen strengere voorschriften op het gebied van duurzaamheid en hulpbronnenverbruik. De droge en schaalbare quattroClean-sneeuwstraaltechnologie voldoet aan deze uiteenlopende eisen. De duurzame reinigingsmethode heeft geen water of energie-intensieve droging nodig en kan naar behoefte geautomatiseerd worden.

Van smartphones en huishoudelijke apparaten tot auto’s en medische producten, tot lucht- en ruimtevaart – halfgeleiders, geïntegreerde schakelingen en microchips vormen de basis van moderne toepassingen. Tijdens de productie doorlopen de componenten complexe processen die door toenemende eisen aan prestaties, productkwaliteit en duurzaamheid, evenals nieuwe fabricagetechnologieën zoals Advanced Packaging, steeds veeleisender worden. En dat niet alleen vanuit het oogpunt van precisie, maar ook wat betreft de technische netheid die wordt bereikt. De maatstaf hierbij is de voor vervolgprocessen of de eindtoepassing als noodzakelijk gedefinieerde reinheid. De grenswaarden voor partikelformige restcontaminaties liggen daarbij niet zelden in het submicrometerbereik, bij filmische organische en anorganische stoffen gaat het om nanolagen. Deze soms uiterst strenge reinheidsvereisten voldoet de schaalbare quattroClean-sneeuwstraaltechnologie van acp systems AG bewezen stabiel en reproduceerbaar in de serieproductie. En dat bij verschillende toepassingen, zoals het verwijderen van fluxresten, soldeerresten en kleinste deeltjes, wafer-dicing, het reinigen van PCB’s, maskers, imagers (bijvoorbeeld CCD- of CMOS-sensoren) en belichtingsoptieken, zowel vóór als ná het binden.

Droog reinigen – milieuvriendelijk en efficiënt

In tegenstelling tot de nog steeds veel uitgevoerde natchemische reiniging, die naast water of oplosmiddelen ook een energie-intensieve droging vereist, gebeurt het proces met de quattroClean-technologie droog. Als reinigingsmedium wordt vloeibaar, uit chemische productieprocessen en energieopwekking uit biomassa gerecycled, gezuiverd kooldioxide gebruikt. Het wordt door een flexibel aanpasbare, slijtagevrije tweestoffen-ringdüse geleid en ontspannt bij het verlaten tot fijne sneeuwkristallen. Deze worden gebundeld door een aparte, ringvormige persluchtmantelstraal en versneld tot supersonische snelheid. Bij het treffen van de goed te focussen sneeuw-persluchtstraal op het te reinigen oppervlak ontstaat een combinatie van thermisch, mechanisch, oplosmiddel- en sublimatie-effect, waarop de reinigingswerking gebaseerd is. Het kristallijne kooldioxide sublimeert volledig tijdens het proces, zodat de behandelde oppervlakken droog zijn. Verwijderde contaminaties worden samen met het procesgas afgezogen, waardoor herbesmetting van de onderdelen en vervuiling van de omgeving wordt voorkomen.

Om de bijdrage aan duurzaamheid te onderstrepen, is de quattroClean-methode in combinatie met procesgas van Linde Green Screen-gecertificeerd. Het certificaat bevestigt dat reinigingsprocessen, vooral in de elektronica-productie, geen chemische stoffen bevatten die mens en natuur schaden.

Aanpasbaar aan schone omgevingen

De reinigingsoplossing wordt door acp systems optimaal afgestemd op de specifieke taak, bedrijfsgerichte eisen en productiesituatie. Daartoe ontwerpt het bedrijf bestaande installaties op basis van gestandaardiseerde modules of op maat gemaakte systemen. Voor gebruik in schone productieomgevingen worden de volledig van roestvrij staal gemaakte reinigingsoplossingen uitgevoerd en uitgerust volgens de betreffende cleanroom-klasse. Bij de media-voorbereiding voor het vloeibare kooldioxide kan een zuiverheid van het procesmedium van 99,995 procent worden gegarandeerd, en bij de persluchtvoorbereiding voldoet de kwaliteit 1.2.1 volgens ISO 8573-1:2010. Om bijvoorbeeld te voldoen aan de eisen in de halfgeleiderproductie, kan in de reinigingsmedia-voorziening voor perslucht (XCDA) ook een gaswasser worden geïntegreerd die sporen van organische stoffen eruit filtert.

Ruimtebesparend en naar behoefte geautomatiseerd

Een ander voordeel van de quattroClean-technologie is het geringe ruimtegebruik en de flexibele automatisering door robothandling of lineaire techniek, waarbij ook zeer korte cyclustijden kunnen worden aangehouden. De systeembouwer verzorgt op verzoek de klantgerichte planning, documentatie en ingebruikname van de automatiseringsoplossing voor het reinigingssysteem, evenals de integratie ervan in bestaande productielijnen – en dat ook voor zogenaamde buigslappe materialen zoals flexibele printplaten. Met beeldverwerking ondersteunde oplossingen maken een exacte automatische positionering en kalibratie van de onderdelen in productielijnen mogelijk, evenals de precieze procesbewaking en documentatie.

Procesontwerp in het cleanroom-innovatiecentrum

De procesontwerp wordt bij acp systems uitgevoerd in het eigen innovatiecentrum, dat beschikt over een ISO 7 cleanroom met zones tot klasse 5 volgens ISO 14644-1. Onder deze productie-omgevingen worden de procesparameters zoals volumestromen voor perslucht en kooldioxide, aantal straaldüsen, straalgebied en -tijd aangepast aan de betreffende toepassing, materiaaleigenschappen, te verwijderen verontreinigingen en de vereiste reinheid.

De droge quattroClean-sneeuwstraaltechnologie is een antwoord op de uitdagingen bij verschillende reinigingsopdrachten in de elektronica-productie. Enerzijds maakt de methode het mogelijk om de vereiste reinheid bij elektronische, mechanische, optische en sensorische componenten stabiel, energie- en hulpbronnenefficiënt te genereren. Anderzijds voldoet de oplossing aan de eis van volledige automatisering van de productieprocessen.