A számok tanúsítják, hogy az említett ágazatok tisztítási műveleteit továbbra is kiváló minőségű ultrahangos és többkádas rendszerekben végezték el. A fenti iparágak növekvő igényei, valamint az autóiparban és általában az iparban felmerülő új kihívások azonban innovatív folyamatok megjelenését vonták maguk után. A hermetikusan lezárt kezelőkamrákat tartalmazó egy- és többkamrás rendszerek például egyértelműen növelik a rendelkezésre álló lehetőségeket.
A finomtisztítási feladatok kijelölése
A precíziós tisztítás során figyelemmel kell lenni a korai és későbbi gyártási folyamatok alatti, valamint a termék mozgatása és a környezeti hatások miatti keresztszennyeződés kockázatára. A dilemma akkor merül fel, amikor összetett geometriájú termékek kapcsán állnak elő precíziós tisztítási követelmények. Egyrészt fontos, hogy a szennyeződés bekövetkeztét folyamattechnikai és mechanikai elemekkel (részecske/film gátló szelepek, forgómozgások, holtterek stb.) gátoljuk meg.
Ciklikus nukleáció (CNp) eljárásos és ultrahangos kettős kamrás rendszer finomtisztításhoz, közvetlen csatlakoztatással a tisztatérhez (Forrás: LPW)
Másrészt ezen kulcsfontosságú alkatrészek geometriája miatt nagy hangsúlyt kell helyezni a mechanikai és folyamattervezésre is. Az ilyen típusú tisztítószerek olyan előzetes folyamatokban is szerepet játszanak, amelyek gyakran a szennyeződés magas szintjével (például forgácsolási, köszörülési stb. maradványok) járnak együtt. Ennek eredményeként a jellemzően használt eljárások:
Ezt egyáltalán nem, vagy csak jelentős korlátozásokkal lehet megvalósítani a nyílt többkádas rendszerekben. Ugyanilyen kritikus szemmel kell megvizsgálni az általánosan használt tisztítóközeg-keringtető rendszerek szűrési sebességét is.
A korábban használt gyártástechnológia
A múltban és bizonyos mértékig még napjainkban is megmaradt a kiváló minőségű hagyományos ultrahangos, merítőkádas rendszerek létjogosultsága. A hangsúly az ultrahang és bizonyos esetekben a nagyfrekvenciás (úgynevezett megasonic) hullám mechanikai tisztítóképességén van, a megfelelő tisztítószerekkel, valamint a merítőkádak számával és minőségével összefüggésben. A keringtető szűrőrendszereket úgy tervezték meg, hogy a felszínen úszó szennyeződéseket leválasszák, kiszűrjék, és csak a már megtisztított közeget forgassák vissza. Bizonyos esetekben a közeg eltávolítására a merítőkád folyadékszintje alatt is nyílik lehetőség. A termékek mozgását emelő/süllyesztő vagy bizonyos esetekben forgó mozgás formájában az ultrahang frekvenciájához igazítják.
Új feladatok
Az összes iparágban folyamatosan növekszik a bonyolultabb kihívásokhoz alkalmazott precíziós tisztítómegoldások iránti igény. Idetartoznak az orvostechnikai termékek (például endoszkópok, kanülök, nyitott pórusú implantátumok, vezetődrótok), valamint a félvezetőipar termékei (többek között szelepek, hűtőelemek/csövek). Az új gyártási eljárások, például az additív gyártás (3D nyomtatás), a speciális bevonatolási és ragasztási műveletek, valamint a high-tech (autóipari) szenzortechnika iránti növekvő igény új feladatokat teremtettek az ultrafinom részecskék és filmrétegek eltávolítása terén. A hagyományos ultrahangos rendszerek a fent említett területen használt komplex geometriák és kapillárisok esetén hamar elérik fizikai teljesítőképességük határait. Az előzetes gyártási folyamatok által okozott magas szennyeződési értékek nagyobb követelményeket támasztanak a szűrési gyorsaság és ezáltal a tisztítóközeg áramlási sebessége irányába. Végezetül fennáll annak a veszélye is, hogy az ultrahang károsítja a bevonatolt felületeket.
Kamratechnológia
A kamratechnika ezzel szemben már az autóiparban és az általános iparban is bizonyított. A bemerítéses rendszereket már számos területen régóta előnyben részesítik a finomtisztítási műveletekben. Ennek oka a hermetikusan lezárt kezelőkamrákkal elérhető megnövelt tisztítóképesség. A kamrák lehetővé teszik a nyomás/vákuum, gyakorlatilag korlátlan térfogatáram, valamint magasabb szűrési sebesség használatát, ami a szennyeződések lényegesen gyorsabb leválasztásához vezet. A vákuumrendszerek lehetővé teszik a kezelőkamra negatív nyomáson történő, nyomásmentes és így termékbarát feltöltését is. Az említett előnyök összességében jobb tisztítóközeg-minőséget eredményeznek a tisztítási és öblítési szakaszokban. A közbenső lefúvatás és az optimalizált közegelosztók által a tisztítóközeg-átvitel minimálisra csökkenthető, és a feladathoz szükséges tisztítási és öblítési folyamatok száma is jelentősen redukálható a bemerítéses berendezések korábbi sorozataihoz képest.
A kamratechnológia nagy (itt: kb. 3 988 × 711 × 711 mm méretű alumínium) alkatrészek precíz tisztítására is alkalmas (Forrás: LPW)
Két vagy több kezelőkamrával a tisztítási szakasz az öblítési stádiumtól átvitel nélkül is elválasztható, és ennek hatására jelentősen növelhető a berendezés áteresztőképessége. Az ilyen típusú rendszerekben a közegtároló tartályokat és a kezelőkamrát folyamattechnológiai szempontok alapján elválasztják egymástól, és szükség esetén a térbeli elválasztás is megoldható. A rendszerek például tisztaterek környezetébe is beépíthetők, vagy belső kamraként (minőségkapuként) alkalmazhatók a tisztaszobába történő átvezetésnél. A tárolótartályok a szűrő/közeg-előkészítő modulokkal kívül vagy más szinten is elrendezhetők. Ezek a rendszerek ténylegesen bármilyen méretben használhatók.
További előnyök:
A vákuumalapú tisztítási folyamatok (ciklikus nukleáció, CNp) integrációjának köszönhetően az olyan feladatok is egyszerűen elvégezhetők, mint a csövek belsejének vagy a (nagy csomagsűrűség előnyhöz) sűrűre összepakolt komplex alkatrészek megtisztítása. A kamratechnika ezenkívül alkalmas gyártási sorozatok és egyedi alkatrészek tisztítására, gőztisztításra és -öblítésre, valamint az összes ismert szárítási folyamat adaptálására.
Tipikus alkalmazás
A félvezetőiparban a félvezető lapkák (waferek) tisztításához elengedhetetlen a többféle merítőkád használata. Ez a technológia azonban csak korlátozott mértékben – vagy egyáltalán nem – alkalmas olyan termékek számára, mint például a szelepszerelvények, a mechanikus egységek, a hőcserélők és a hűtővezetékek.
A felső rakodókkal a kamratechnológia a hagyományos konverterrendszerekbe is integrálható (Forrás: LPW)
Az LPW Reinigungssysteme GmbH az ilyen alkalmazásokhoz egy frontoldali rakodóval felszerelt kettős kamrarendszert fejlesztett ki háromfokozatú közegtároló tartállyal, amit már több esetben sikeresen telepített. A megmunkált alumíniumszerelvényeket (a legnagyobb alkatrész mérete kb. 762 × 508 × 660 mm) megmunkálás után és a végső összeszerelés előtt a tisztaszobákban tisztítják meg.
A feladathoz tartozó tisztasági követelmények több kritériumot írnak elő (kivonat):
A tisztítási folyamatot speciálisan felületkezelt és később elektropolírozott kezelőkamrák és tartozékok segítik (Forrás: LPW)
Folyamatsorrend:
Automatikus anyagszállítás a réteges padló alatt az első kezelőkamrába
1. kamra
1 tisztítóközeg-tartály
- 1 öblítőtartály desztillációs egységgel, 18 bar nyomású befecskendezés nagy térfogatárammal a tisztítás során
- Ultrahangos tisztítás és öblítés (tisztítás/öblítés 1)
- Ciklikus nukleáció (CNp) eljárásos előtisztítás (CNp technológia mindkét kádban)
2. kamra
- Finom öblítés ultrahanggal + CNp eljárással
- Rendkívül finom befecskendezéses leöblítés ultratiszta vízzel
- Forrólevegős CNp/vákuumszárítás
- Automatikus szállítás a csatlakoztatott tisztatérbe
Összefoglalás
A bonyolult és nehéz geometriák esetében a kamratechnológia nyújt lehetőséget a jól ismert és bevált nedves kémiai tisztítási eljárások, valamint az összes szárítórendszer eredményes használatára. Az új technológiák – például a ciklikus nukleáció vagy a hibrid folyamatok – előnyei is kiaknázhatók. A frontoldali, felső vagy beépített rakodóval felszerelhető, hermetikusan lezárt kamrák nagy rugalmassággal integrálhatók a tisztaterek környezetébe. Annak az opciónak köszönhetően, hogy a közegtároló tartályok térben elválaszthatók a tisztítótértől, a kamrás rendszerek ideálisan megfelelnek a ma és a holnap követelményeinek.
