ปัจจัยสำคัญสำหรับการวิเคราะห์ความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ

บทความนี้ให้ภาพรวมของปัจจัยต่าง ๆ ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการวิเคราะห์ความสะอาดที่มีประสิทธิภาพเกี่ยวกับการผลิตยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์ แม้แต่การปนเปื้อนของฝุ่นละอองที่เล็กที่สุดในชิ้นส่วนหรือชิ้นส่วนอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานทำให้เกิดความผิดปกติหรือลดอายุการใช้งาน สำหรับรถยนต์ระบบกรองมีความเสี่ยงเป็นพิเศษ สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การปนเปื้อนบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) หรือตัวเชื่อมต่ออาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้นความสะอาดจึงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมคุณภาพสำหรับการผลิตที่ทันสมัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ส่วนประกอบที่ผลิตโดยซัพพลายเออร์หลายราย การปนเปื้อนส่วนประกอบที่สำคัญสำหรับยานพาหนะหรืออุปกรณ์สามารถนำไปสู่ความเสียหายของระบบทั้งหมด ดังนั้นกระบวนการวิเคราะห์ความสะอาดที่มีประสิทธิภาพจะต้องเริ่มต้นที่ระดับซัพพลายเออร์ link

ประเด็นต่อไปนี้ได้รับการอัพเดทในบทความนี้:

  • ปัจจัยที่สำคัญที่สุดสำหรับการวิเคราะห์ความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ
  • การวิเคราะห์ภาพรวมของการทำงานทั้งระบบที่เหมาะสม

บทนำ 

สำหรับผลิตภัณฑ์จำนวนมากในอุตสาหกรรมยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์ส่วนประกอบและชิ้นส่วนต้องปราศจากฝุ่นหรืออนุภาคที่ไม่พึงประสงค์ในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตและการประกอบ การปนเปื้อนของอนุภาคเป็นสาเหตุของข้อบกพร่องในส่วนประกอบซึ่งจะลดประสิทธิภาพและอายุการใช้งานลง ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ทั้งสองอุตสาหกรรมใช้เวลาและเงินเป็นจำนวนมากในการดูอนุภาคและกำจัดพวกมันในระหว่างการผลิตส่วนประกอบและผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตามวิธีที่ไม่มีประสิทธิภาพในการรักษาความสะอาดทางเทคนิคเพิ่มต้นทุนการผลิต

ในอุตสาหกรรมยานยนต์การปนเปื้อนตกค้างในระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงระบบกรองน้ำมันเชื้อเพลิงสารหล่อลื่นและยูเรีย (การเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเร่งปฏิกิริยาสำหรับการปล่อยไอเสีย) ปั๊ม เครื่องยนต์และชุดควบคุมระบบส่งกำลังส่วนประกอบไฮบริดไดรฟ์ เกี่ยวกับความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งาน [1,2].

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ความสะอาดของส่วนประกอบมีความสำคัญสูงเนื่องจากอนุภาคขนาดเล็กสามารถเพิ่มความเสี่ยงของความล้มเหลวสำหรับส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติความหนาแน่นพลังงานสูง ส่วนประกอบเช่นแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มักจะมีช่องว่างย่อยไมโครมิเตอร์และคุณสมบัติระดับนาโน ยกตัวอย่างเช่นการนำอนุภาคอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรใน PCB ได้โดยการสร้างเส้นทางการนำความร้อนโดยตรงระหว่างสองหน้าสัมผัสหรือโดยการลดระยะห่างระหว่างธีมและเพิ่มโอกาสในการเกิดการแยกไดอิเล็กทริก[3,4]. ยานพาหนะไฟฟ้า (e-mobility) [5]มีทั้งชิ้นส่วนเครื่องกลและอิเล็กทรอนิกส์และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีข้อกำหนดด้านความสะอาดทางเทคนิคจากทั้งสองอุตสาหกรรม ปัจจัยที่สำคัญที่สุดสำหรับการวิเคราะห์ความสะอาดที่มีประสิทธิภาพและวิธีการปรับกระบวนการทำงานโดยรวมสามารถกล่าวถึงได้ที่นี่

ข้อมูลจำเพาะสำหรับการวิเคราะห์ความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ

เพื่อให้บรรลุการวิเคราะห์ความสะอาดที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องในการผลิตโดยปกติผู้จัดหาส่วนประกอบและผู้ผลิตผลิตภัณฑ์จะต้องเห็นด้วยล่วงหน้าเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ จะต้องมีการตัดสินใจว่าควรวัดอะไรเช่นคุณสมบัติของอนุภาคที่ระบุความเสี่ยงที่จะทำให้เกิดความเสียหายซึ่งตามมาตรฐานและบรรทัดฐานจะมีวิธีการบันทึกผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเหนือสิ่งอื่นใด [2].

การวิเคราะห์อนุภาคอัตโนมัติเป็นเครื่องมือสำหรับการบรรลุกระบวนการทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นวิธีมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำการวิเคราะห์อนุภาคที่สกัดโดยอัตโนมัติเพื่อกำหนดจำนวนขนาดและคุณสมบัติเฉพาะอื่น ๆ[2,6,7]. ด้วยการใช้เทคนิคอื่น ๆ เช่นการนับอนุภาคหรือการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนผลลัพธ์ที่ได้จะไม่สามารถเทียบเคียงได้กับกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล[6,7].

พารามิเตอร์การวัดใดที่มีประโยชน์มากที่สุด

อนุภาคสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตามขนาด (ความยาวความกว้างและความสูง) และลักษณะของวัสดุ โดยทั่วไปอนุภาคที่ประกอบด้วยคาร์ไบด์โลหะหรือเซรามิกเช่น คอรันดัม (อัลออกไซด์) นั้นมีความแข็งและกัดกร่อนในขณะที่ชิ้นส่วนที่ทำจากพลาสติกและวัสดุอินทรีย์อื่น ๆ นั้นจะมีความอ่อนนุ่มและมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่า อนุภาคเซรามิกที่เป็นโลหะและเซมิคอนดักเตอร์นั้นเป็นตัวนำไฟฟ้าและดังนั้นจึงมีศักยภาพสูงที่จะทำให้เกิดความเสียหายต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ในแง่ของความเป็นไปได้ที่จะทำความเสียหายให้กับชิ้นส่วนสำหรับอนุภาคที่แข็งในอุตสาหกรรมยานยนต์ (เช่นคาร์ไบด์โลหะเซรามิกและอื่น ๆ ) ที่มีความสูงมากมีแนวโน้มที่จะสร้างความเสียหายได้มากกว่าเส้นใยพลาสติกอ่อนนุ่ม ธรรมชาติ. สำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์อนุภาคโลหะมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดและมีขนาดมากกว่า 200 µm [3]  มักจะทำให้เกิดปัญหาการลัดวงจรบนแผงวงจร

มาตรฐานความสะอาดระหว่างประเทศและระดับภูมิภาค

แนวทางและวิธีการที่ได้มาตรฐานช่วยให้ผู้ผลิตและผู้ใช้งานได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือและเชื่อถือได้ ในอุตสาหกรรมยานยนต์มาตรฐานหลักคือ VDA 19.1[6]  และ ISO 16232 [7]  ซึ่งให้คำจำกัดความที่ยอมรับและช่วงของพารามิเตอร์ทั่วไปเช่นระดับอนุภาคในแง่ของขนาดและองค์ประกอบค่าเกณฑ์สำหรับการระบุอนุภาคการตั้งค่าภาพ ฯลฯ ใช้สำหรับการวิเคราะห์ความสะอาด

มาตรฐาน VDA 19.1 ระบุว่านอกเหนือจากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงวิธีการอื่นเช่น SEM การกระจายพลังงานสเปคโทรสโกปี (EDS), และเลเซอร์เหนี่ยวนำให้เกิดการสลายสเปคโทรสโกปี (LIBS) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างแน่นอนและเชื่อถือได้[6,8].   LIBS ดำเนินการโดยตรงกับตัวอย่างในอากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกำจัดทั้งความต้องการการเตรียมตัวอย่างที่ใช้เวลานานและการขนส่งตัวอย่างไปยังอีกเครื่องมือหนึ่งสำหรับการวิเคราะห์[6,8].  เป็นผลให้องค์ประกอบของอนุภาคสามารถระบุได้เร็วขึ้นด้วย LIBS มากกว่า SEM / EDS ซึ่งนำไปสู่การระบุแหล่งที่มาของการปนเปื้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น [8].

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์การอ้างอิงทั่วไปสำหรับมาตรฐานความสะอาดคือ ZVEI Guideline (ZVEI = สมาคมผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของเยอรมัน) ในหัวข้อ "ความสะอาดทางเทคนิคในวิศวกรรมไฟฟ้า" [4].

ขั้นตอนการวิเคราะห์ความสะอาดที่เหมาะสมที่สุด

ขั้นตอนการทำความสะอาดสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์หรือชิ้นส่วนประกอบด้วย 5 ขั้นตอนหลัก[6,7] :

  1. การทำความสะอาด 
  2. ล้างส่วนประกอบ
  3. การแยกอนุภาคโดยการกรองน้ำยาทำความสะอาด
  4. การวิเคราะห์อนุภาคบนตัวกรอง เอกสารของอนุภาคตามขนาดและลักษณะอื่น ๆ
  5. การประเมินความเสี่ยงที่อาจเกิดความเสียหายและระบุแหล่งที่มาของการปนเปื้อน

ข้อตกลงความร่วมมือระหว่าง Leica Microsystems และPALLมีเป้าหมายในการช่วยให้ผู้ใช้ปลายทางได้รับกระบวนการทำความสะอาดโดยรวมที่ดีที่สุด[9] ผู้ใช้สามารถขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญ Leica เกี่ยวกับการวิเคราะห์อนุภาคและผู้เชี่ยวชาญ PALL เกี่ยวกับการสกัดอนุภาคเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเตรียมตัวอย่างและกระบวนการทำความสะอาด

สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนระดับความสะอาดทางเทคนิคที่ยอมรับได้นั้นสามารถทำได้เมื่อการผลิตและทำความสะอาดภายในห้องสะอาดเพื่อลดการปนเปื้อนจากอากาศ [3]. สำหรับส่วนประกอบที่ไม่ไวต่อการปนเปื้อนกระบวนการทำความสะอาดสามารถทำได้เมื่อสิ้นสุดการผลิต [3] อนุภาคที่เหลือจะถูกลบออกจากพื้นผิวส่วนประกอบโดยการฉีดพ่นของเหลวหรือซักด้วยน้ำยา จากนั้นของเหลวหรือสารละลายจะถูกกรองกรองแห้งและจากนั้นอนุภาคบนตัวกรองจะถูกวิเคราะห์

สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนระดับความสะอาดทางเทคนิคที่ยอมรับได้นั้นสามารถทำได้เมื่อการผลิตและทำความสะอาดภายในห้องสะอาดเพื่อลดการปนเปื้อนจากอากาศ [3]. สำหรับส่วนประกอบที่ไม่ไวต่อการปนเปื้อนกระบวนการทำความสะอาดสามารถทำได้เมื่อสิ้นสุดการผลิต [3] อนุภาคที่เหลือจะถูกลบออกจากพื้นผิวส่วนประกอบโดยการฉีดพ่นของเหลวหรือซักด้วยน้ำยา จากนั้นของเหลวหรือสารละลายจะถูกกรองกรองแห้งและจากนั้นอนุภาคบนตัวกรองจะถูกวิเคราะห์

ขั้นตอนการทำความสะอาดสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นั้นคล้ายคลึงกับขั้นตอนการทำงานของยานยนต์เป็นหลัก 5 ขั้นตอน [3,4]:

  1. สเปรย์เหลวหรือน้ำยาล้างส่วนประกอบ
  2. การแยกอนุภาคโดยการกรองของเหลวที่ฉีดพ่นหรือน้ำยาทำความสะอาด และ
  3. การวิเคราะห์อนุภาคบนตัวกรอง
  4. ทำเอกสารประกอบของอนุภาคตามขนาดและลักษณะอื่น ๆ และ
  5. การประเมินความเสี่ยงที่อาจก่อให้เกิดปัญหา

Contact us

*
*
*
*
*
*
*
*
I hereby give Leica Microsystems and their affiliates permission to provide me with information about their products and services. I understand that I may be contacted by phone, SMS or email.
By clicking on the SUBMIT button, I confirm that I have reviewed and agree with Leica Microsystems Terms of Use and their Privacy Policy. I also understand my privacy choices as they pertain to my personal data, as detailed in the aforementioned Privacy Policy under ‘’Your Privacy Choices’’.