Hoge reinheid – niet alleen een schoonmaakproces

De zeer hoge eisen aan de fabricageprecisie in hightech-sectoren omvatten ook de reinheid van de onderdelen. Deze soms extreem strenge voorschriften vereisen daarvoor ontworpen reinigingsprocessen en -installaties, evenals een aangepaste productieomgeving. (Beeldbron: Ecoclean) / De specificaties voor deeltjesreinigheid reiken tot in het submicrometerbereik, en bij filmachtige verontreinigingen moeten zelfs nanolagen van organische en anorganische resten op een procesveilige en reproduceerbare wijze worden verwijderd. (Beeldbron: Ecoclean)

Verschillende processtechnologieën zoals sproei- en ultrasoonreiniging, injectieflutwaschen en pulserende drukreiniging (PPC) versterken de werking van het reinigingsmedium en zorgen ervoor dat verontreinigingen ook uit moeilijk bereikbare werkstukgeometrieën snel en procesveilig worden verwijderd. (Beeldbron: Ecoclean) / De specificaties voor deeltjesvrijheid reiken tot in het submicrometerbereik, en bij filmachtige verontreinigingen moeten zelfs nanolagen van organische en anorganische resten, bijvoorbeeld, op een procesveilige en reproduceerbare wijze worden verwijderd. (Beeldbron: Ecoclean)

Bij kamersystemen, zoals dit tweekamer-reinigingssysteem voor watergebaseerde processen, worden constructie, systeemtechniek, media-geleiding en -behandeling speciaal afgestemd op de specifieke eisen van fijne en high-purity-reiniging. (Beeldbron: Ecoclean) / In chambersystemen, zoals dit tweekamer-reinigingssysteem voor watergebaseerde processen, worden ontwerp, systeemtechnologie, media-geleiding en -behandeling speciaal aangepast aan de specifieke vereisten van ultra-fijne en high-purity-reiniging. (Beeldbron: Ecoclean)

Afhankelijk van de te reinigen werkstukken moeten de vastgestelde verblijftijden in de verschillende baden strikt worden nageleefd, wat zeer hoge eisen stelt aan de procescontrole. (Bron afbeelding: Ecoclean)

Of grote materiaalkwaliteit, hoge doorvoersnelheidseisen en/of strenge reinheidsspecificaties, modulair opgebouwde ultrasoon-meerbaden-immissiesystemen kunnen efficiënt worden aangepast aan de betreffende taak – ook voor integratie in of aansluiting op een cleanroom. (Beeldbron: Ecoclean)

Für die Prozessauslegung und Definition der Prozessparameter unter produktionsnahen Bedingungen steht ein High Purity-Testcenter mit Reinraum und verschiedenen Mess- und Analyseverfahren zur Verfügung, in dem auch Lohnreinigungsaufträge durchgeführt werden. (Bildquelle: Ecoclean) / A High Purity Test Centre with a cleanroom and various measuring and analysis methods is available for process design and definition of process parameters under production-related conditions. Contract cleaning orders are also carried out here. (Image source: Ecoclean)

Om een toekomstbestendige en concurrerende positie op de markt te verzekeren, herstructureren talrijke bedrijven hun productaanbod. De trend gaat daarbij naar veeleisende oplossingen voor hightech-sectoren. Hiermee zijn niet alleen hogere eisen aan de precisie van componenten verbonden, maar ook uiterst strenge voorschriften met betrekking tot de partikulaire en filmische reinheid, die procesveilig, economisch en duurzaam moeten worden bereikt. Dit vereist bij de reiniging een gewijzigde aanpak, evenals een kritische blik op de gehele productieketen en de productieomgeving, evenals een ervaren partner.

In het kader van de industriële transformatie vertrouwen steeds meer bedrijven op de productie van hoogwaardige producten en componenten met goede marges. De focus ligt op hightech-sectoren die ook in de toekomst een stabiele vraag door groei beloven. De in deze industrieën, bijvoorbeeld de toeleveringsindustrie voor halfgeleiders, elektronica-productie, e-mobiliteit, optische en opto-elektronische industrie, sensortechniek, fotonica, dunlaagtechnologie, vacuüm-, laser- en analysetechniek, lucht- en ruimtevaart, zeer hoge eisen aan de fabricage-nauwkeurigheid stellen, inclusief de reinheid van de onderdelen. En dat ongeacht of het gaat om nauwelijks zichtbare elektronische onderdelen, millimeterkleine verbindingsstukken, precisie-optieken of metersgrote structuurcomponenten en uit welke materialen ze vervaardigd zijn.

Reinheid naar behoefte definiëren

Deze trend stelt de onderdelenreiniging voor uitdagende taken. Want in tegenstelling tot de klassieke onderdelenreiniging, waarbij gewoonlijk grotere hoeveelheden fabricageresten, zoals spanen en bewerkingsmedia, moeten worden gereinigd, gaat het bij fijn- en high purity-reiniging om het verwijderen van minimale restverontreinigingen. De specificaties voor partikulaire reinheid reiken tot in het sub-micrometer-bereik. Bij filmische restcontaminaties moeten, afhankelijk van de sector, het onderdeel en het gebruik, tot nanolagen van bijvoorbeeld organische en anorganische resten, ionische residuen en micro-organismen restanten procesveilig en reproduceerbaar worden verwijderd. In high purity-toepassingen, bijvoorbeeld bij de productie van componenten voor EUV-lithografie, moeten daarnaast zogenaamde Hydrogen Induced Outgassing (HIO)-stoffen worden meegenomen.

De bij de reiniging te voldoen eisen voor partikulaire reinheid worden vastgesteld door de specificatie van de bijbehorende oppervlaktereinigheidsklasse (ORK) volgens EN ISO 14644-9 (SCP – surface cleanliness by particle concentration) of de bijbehorende VDI-richtlijn 2083, blad 9.1. De filmische chemische, organische en anorganische oppervlaktereinigheid wordt meestal gedefinieerd door individuele specificaties of bedrijfsnormen. Daarnaast kunnen uitgasgehaltes worden geëvalueerd met behulp van massaspectrometers.

Deze veeleisende taken vereisen een partner die zowel over uitgebreide technologische expertise beschikt als over kennis van de toepassingen en de fysische verbanden. Anderzijds moeten er ervaring in deze reinigingssector en passende testmogelijkheden voor reinigingsproeven onder productie-achtige omstandigheden aanwezig zijn. Als ervaren totaalleverancier van toekomstgerichte en wereldwijd beschikbare oplossingen voor fijn- en high purity-reiniging voldoet Ecoclean aan deze eisen.

Reinigingsprocessen en installatietechniek passend selecteren

Om aan deze zeer strenge specificaties voor reinheid procesveilig, reproduceerbaar en duurzaam te voldoen, zijn doorgaans meerdere reinigingsstappen nodig in de productieketen. Bij de keuze van de voor het betreffende reinigingsproces optimale oplossing spelen de volgende vragen een rol: Van welk materiaal is het onderdeel gemaakt? Hoe zijn geometrie, afmetingen en gewicht van het onderdeel? Welke verontreinigingen moeten worden verwijderd? Welke reinheidsvoorschriften moeten worden gehaald? Welke reinigingsmethode en welke chemie zijn daarvoor geschikt? Op basis hiervan kan worden vastgesteld welke en hoeveel reinigingsstappen met welk medium en welke technologische processen nodig zijn. Als aanvullende aspecten worden de vereiste kwaliteit van het spoelmedium en de geschikte droogtechnologie meegenomen, evenals de reinheidsgerechtigde handling van de onderdelen en de omgevingsvoorwaarden, bijvoorbeeld aansluiting of integratie in een schoon- of cleanroom.

Reiniging langs de productieketen

De basis voor fijn- of high purity-reiniging zijn "olie- en vetvrije" onderdelen. Om dit reinheidsniveau te bereiken en te behouden, wordt na de verschillende bewerkingsstappen, bijvoorbeeld verspanen, vormen, slijpen of polijsten, een reinigingsproces uitgevoerd. De werking van het gebruikte reinigingsmedium wordt versterkt door verschillende, vrijwel combineerbare procestechnologieën, zoals stoomontvetten, sproei-, hogedruk-, dompel-, ultrasoon- en megashall, evenals plasmareiniging, injectiewaswas, Pulsated Pressure Cleaning (PPC) of ultrasoon plus. Deze procesopties zorgen ervoor dat ook bij geometrisch complexe werkstukken de gevraagde reinheid stabiel wordt bereikt.

Voor tussenreinigingsprocessen of onderdelen waarvan de reinheidspecificatie niet te streng is, worden meestal onder volledige vacuüm werkende, modulair ontworpen enkele- of meerkamerinstallaties gebruikt, bijvoorbeeld EcoCstretch of EcoCvela, die afhankelijk van het gebruikte bewerkingsmedium worden aangedreven door een milieuvriendelijk oplosmiddel, zoals koolwaterstoffen of gemodificeerd alcohol, of een afgestemde watergebaseerde reiniger. De constructie, installatietechniek, media-voering en -verwerking van deze installaties worden speciaal afgestemd op fijnreinigings- en high purity-toepassingen. Door de geconcentreerde procesmechaniek in de werkruimte, zoals injectiewaswas, ultrasoon en PPC, biedt dit type installatie ook voordelen bij het reinigen van grote en complexe werkstukken.

Voor onderdelen met grote materiaaldiversiteit, hoge doorvoersnelheidseisen en/of strenge reinheidspecificaties zijn ultrasoon-meerbad-ovens de optimale oplossing. Naast op maat gemaakte reinigingssystemen voor high-end-toepassingen biedt de machinebouwer met de uit gestandaardiseerde modules bestaande installaties uit de modelseries UCMSmartLine en UCMPerformanceLine een efficiënte oplossing. De elektro- en besturingstechniek is geïntegreerd in de respectievelijke modules voor de processtappen reinigen, spoelen, drogen, beladen en lossen, evenals voor het transportsysteem. Hierdoor en door de uitrusting met aan de eisen aangepaste procesmechaniek zoals PPC kunnen de installaties optimaal worden afgestemd op de specifieke taakstelling. Voor toekomstbestendigheid bij toenemende eisen biedt de mogelijkheid tot latere uitbreiding van het reinigingssysteem zekerheid.

Testcentrum voor procesontwerp of uitbesteding van reiniging

Het passende installatiesconcept voor de betreffende toepassing en het optimale reinigingsproces wordt door Ecoclean vastgesteld in het eigen High Purity-testcentrum. Het beschikt over een cleanroom van klasse 7 met zones klasse 6, evenals diverse meet- en analyseprocedures (bijvoorbeeld microscopie, restgasanalyse, UV-licht en fluorescentiemeting). Ter aanvulling op de product-specifieke ontwikkeling van de reinigingsprocessen en -parameters gebruikt de machinebouwer het testcentrum ook voor het uitvoeren van uitbestedingsreinigingsopdrachten. Daarbij garandeert een verpakkingsstation voor gereinigde onderdelen dat de behaalde hoge reinheid ook bij de klant wordt afgeleverd.