Анализ чистоты компонентов - Микросистемы

1 Марта 2017

Микроскопические измерительные системы для автоматизированного анализа частиц

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_ContaminationПродукты и компоненты, чувствительные к загрязнению, которые производятся для транспортировки (автомобили, самолеты, поезда), микроэлектроники (интегрированные схемы, печатные платы, полупроводники) и здоровья (фармацевтические и медицинские принадлежности), имеют очень строгие требования к чистоте, от которой зависит их надежность, эффективность и срок службы.

Для подробного ознакомления с медицинской и исследовательской техникой основных мировых производителей оптических систем и сопутствующего оборудования посетите наш каталог или свяжитесь с нашими специалистами и получите полную профессиональную консультацию по любым, имеющимся у Вас, вопросам. 

Типы загрязнения и причины их появления

Существует несколько основных типов загрязнения:

  • Загрязненность частицами: неживая и неорганическая – осадок от производственного процесса, например, абразии, шлифовки или пыль. Биологическая и органическая – бактерии, плесень, споры, фрагменты клеток и др.
  • Молекулярное загрязнение: Органические и неорганические пленки, такие как осадок от добавок во время производственного процесса.

В данной статье будет рассматриваться загрязнение частицами и, в частности, уровни и методы эффективной очистки.

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Факторы, влияющие на чистоту продуктов и компонентов

Для каждой организации, производящей продукты и компоненты, существуют определенные факторы, влияющие на чистоту продукции. Данными факторами являются: наличие чистой комнаты, концепция и планирование логистики, действия рабочего персонала и тип оборудования, материалов и процессов, использованных при производстве.

Эффективность чистящих систем

Важным вопросом является эффективность работы чистящих систем. И, общего ответа на данный вопрос, к сожалению, не существует. Конечный уровень чистоты зависит от 3 главных факторов:

  • Процесс или метод очистки
  • Тип и уровень загрязнения
  • Характеристики объекта, нуждающегося в чистке: форма, параметры поверхности и т.д

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Методология

Определение чистоты продукта

Оценка чистоты и чистящих методов

Оценка чистоты объекта от загрязнения частицами (до и после процесса очистки) может выполняться с помощью двух подходов: прямого и непрямого.

Прямой метод заключается в непосредственном исследовании поверхности без удаления или перемещения частиц с помощью электронной или оптической микроскопии. Главным недостатком является возможность различения только контрастных частиц, что непрактично по отношению к компонентам со сложной структурой.

Непрямой метод заключается в удалении или перемещении частиц для наблюдения и оценки с помощью аналитической системы. Преимуществами непрямого метода является практичность при применении к компонентам со сложной структурой и исследование всего образца. Недостатками являются потери частиц при удалении и необходимость очень чистых условиях  работы.

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Анализ частоты для отрасли транспортировки ISO 16232

Для автомобильной промышленности стандартом является следование ISO 16232 при количественном анализе загрязнения  частицами компонентов и составляющих продукта. Частицы удаляются с поверхности компонентов с помощью различных методов, таких как обработка ультразвуком, промывка под прессом  и другие, а затем перемещаются в фильтр. На этапе анализа, частицы могут быть оценены с помощью различных техник (в зависимости от их размеров и физических характеристик) и с использованием оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии или рентгеновской дисперсионной спектроскопии.articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Методы получения изображений при анализе частиц

Для анализа частиц с помощью визуализационных методов чаще всего применяют оптическую микроскопию. Для исследования чистоты, оптическая микроскопия является одним из самых дешевых и быстрых методов по сравнению с другими инструментами.

Оптическое разрешение микроскопа является лимитирующим фактором по отношению к определению частицы. Разрешение линзы объектива зависит от длины волны света, используемого для освещения образца и числовой апертуры (NA = n • sin α).

Контрастность образца по отношению к фону фильтра должна быть достаточна для точного обнаружения частиц.

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Мониторинг распределения частиц

Для многих продуктов, чувствительных к загрязнению, существуют требования к условиям производства. Существует множество источников частиц, таких как рабочий персонал, логистика, упаковка, используемые материалы и сам процесс производства. Для подсчета осадочных частиц, на основных местах были размещены 10 плат с адгезивной пленкой. После семидневного размещения, данные платы были оценены с помощью оптического микроскопа.

Результаты анализа находятся на изображении:

 articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contaminationarticles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Эффективность методов очистки: сравнение очищенных и не очищенных компонентов

Проверка эффективности метода очистки была проведена с помощью сравнения результатов анализа для очищенных и не очищенных компонентов. Результаты демонстрируют, что очистка значительно уменьшает количество частиц на поверхности продуктов в диапазоне размеров от 50 нм до 600 нм.

articles_Cleanliness_Analysis_in_Relation_to_Particulate_Contamination

Выводы

Было доказано, что очистка значительно улучшает качество продукта и поэтому применяется во многих отраслях. В настоящий момент, анализ чистоты играет важную роль в автомобильной промышленности, имеющей международный стандарт чистоты компонентов. Оценка частоты осуществляется либо с помощью прямого исследования поверхности компонента без удаления частиц, либо с помощью непрямого процесса удаления частиц с поверхности компонентов. В данной статье был подробно разобран только непрямой процесс оценки, включающий в себя удаление частиц. В методах оценки часто используется оптическая или электронная микроскопия.  

Возврат к списку