Droog reinigingsproces voor optimale reinigingsresultaten bij de productie van elektronica

Technische zuiverheid heeft een beslissende invloed op de prestaties, functionaliteit, betrouwbaarheid en levensduur van elektronische componenten en systemen. Van halfgeleider- en microsysteemproducten, PCB-verbindings- en assemblagetechnologieën tot de productie van batterijcellen en -modules en de productie van fotovoltaïsche zonne-energie en lasergestructureerde organische elektronica. De maatstaf hierbij is het zuiverheidsniveau dat noodzakelijk wordt geacht voor de downstreamprocessen of eindtoepassing en dat op een consistente en reproduceerbare manier moet worden bereikt. De reiniging wordt meestal in een cleanroom uitgevoerd om te kunnen voldoen aan de soms extreem hoge limieten voor deeltjes, filmisch-organische en anorganische restverontreiniging. De quattroClean-sneeuwstraaltechnologie van acp systems heeft zich als oplossing bewezen voor dergelijke taken met hoge zuiverheid aan de hand van een ontwerp dat is aangepast aan de betreffende cleanroomklasse.

SCC 1 en hoogste filmische zuiverheidsniveaus aantoonbaar bereikt

De technologie betreft een droog proces dat wordt gebruikt voor het reinigen van volledige oppervlakken of selectieve onderdelen. Het reinigingsmedium is vloeibaar koolstofdioxide dat wordt gerecycled uit chemische productieprocessen en de opwekking van energie uit biomassa. De kooldioxide wordt geleid door een slijtagevrije, uit twee stoffen bestaande ringmond en zet bij het verlaten van de mond uit tot fijne sneeuwkristallen. Deze worden door een aparte mantelstraal van samengeperste lucht gebundeld en vervolgens tot supersonische snelheid versneld. Wanneer de eenvoudig te richten sneeuw- en persluchtstraal het te reinigen oppervlak raakt, treedt een combinatie van thermische, mechanische, oplosmiddel- en sublimatie-effecten op. Deze vormen de basis van de reinigende werking. Het kristallijne kooldioxide sublimeert tijdens het proces volledig, waardoor de behandelde oppervlakken volledig droog blijven. De losgemaakte verontreinigingen worden vervolgens samen met het procesgas afgezogen. Zo wordt herbesmetting van de onderdelen of besmetting van de omgeving voorkomen. Op deze manier worden tijdrovende en energie-intensieve spoel- en droogprocessen geëlimineerd.

Uitgebreide tests hebben aangetoond dat de quattroClean-sneeuwstraaltechnologie consequent voldoet aan de eisen voor oppervlaktezuiverheidsklasse (SCC, Surface Cleanliness Class) 1 overeenkomstig VDI 2083, blad 9.1:2006 met betrekking tot restverontreiniging door stofdeeltjes. Daarnaast kan een deeltjeszuiverheid overeenkomstig SCC 0,1 worden bereikt met herhaalnauwkeurigheid voor componenten die vooraf zijn gereinigd in een proces met ultrafijne natte chemicaliën. In het geval van filmresten zijn de reinigingsresultaten vergelijkbaar met die van andere ultrafijne reinigingsprocessen zoals natte chemische en plasmareiniging of vacuüm uitstoken.

Duurzame reiniging met gecertificeerd Green Screen-medium

Het effectieve quattroClean-proces is in combinatie met procesgas van Linde bekroond met het Green Screen-certificaat van Clean Production Action voor reinigings- en ontvettingsmiddelen. De onafhankelijke non-profitorganisatie heeft hiermee een maatstaf gecreëerd die specifiek geldt voor reinigingsmiddelen die worden gebruikt als proceschemicaliën in de productie, met name in de elektronicasector. Het certificaat bevestigt dat het procesgas geen chemische stoffen bevat die schadelijk zijn voor mens of milieu.

Voor cleanroom geschikte reinigingsoplossingen voor elke toepassing

Om de reinigingsoplossing optimaal af te kunnen stemmen op de betreffende eisen en productiesituatie, biedt acp systems een reeks machines aan op basis van gestandaardiseerde modules en individueel geplande systemen. Het ontwerp en de eigenschappen van de oplossingen, die volledig van roestvrij staal zijn gemaakt, zijn aangepast aan de betreffende klasse cleanroom. Dit garandeert een zuiverheid van 99,995 procent bij bereiding van het vloeibare kooldioxide en een kwaliteit van 1.2.1. overeenkomstig ISO 8573-1:2010 voor perslucht. Indien nodig kan een gaswasser worden geïntegreerd in de extreem zuivere persluchttoevoer (XCDA) om zo alle sporen van organische stoffen te filteren. De kwaliteit van de gegenereerde lucht voldoet bijvoorbeeld aan de productievereisten voor halfgeleiders.

Een van de oplossingen van acp systems is de compacte JetCell met roterende spuitmonden. Deze zal dit jaar te zien zijn tijdens Productronica. De flexibele ‚plug & play‘-reinigingscel is ontwikkeld voor geautomatiseerde reinigingstoepassingen. Deze cel kan eenvoudig worden geïntegreerd in een onderling verbonden productieomgeving, bijvoorbeeld direct na een stans- of spuitgietmachine. De cel kan ook worden gebruikt als afzonderlijke oplossing. Daarnaast worden hoge reinigingsprestaties met een extreem laag mediaverbruik geboden. Tijdens de oppervlaktereiniging, die tegelijkertijd van boven en onder kan worden uitgevoerd, zorgen naadloze procesbewaking en -controle ervoor dat elk onderdeel wordt behandeld met de eerder gevalideerde procesparameters. Dankzij geïntegreerde interfaces kan het digitaal bestuurbare reinigingssysteem worden aangesloten op een hostcomputer op hoger niveau.

Cleanroom-testfaciliteit voor procesontwerp en validatie

acp systems beschikt over een eigen cleanroom als testfaciliteit voor procesontwerp. Hierdoor kunnen reinigingstesten worden uitgevoerd in een gevalideerde ISO klasse 7 cleanroom met zones tot klasse 5 volgens ISO 14644-1. Alle procesparameters, zoals de volumestromen voor perslucht en kooldioxide, het aantal spuitmonden, het gebied dat moet worden gereinigd en de duur van de straal, worden nauwkeurig afgestemd op de betreffende toepassing. Hierbij wordt ook rekening gehouden met materiaaleigenschappen, het type vervuiling en de vereiste mate van zuiverheid. De vastgestelde waarden kunnen worden opgeslagen als reinigingsprogramma’s voor specifieke onderdelen in de besturingseenheid van het systeem.

Dankzij de droge quattroClean-sneeuwstraltechnologie kan nu een reinigingsoplossing worden toegepast waarmee een groot aantal reinigingstaken in de elektronicasector betrouwbaar en efficiënt kunnen worden uitgevoerd. Het proces zorgt niet alleen voor de vereiste zuiverheid bij elektronische, mechanische, optische en sensoronderdelen, maar bespaart tegelijkertijd energie en grondstoffen.

www.acp-systems.com