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真空过滤装置在零组件洁净度测试的应用

更新时间:2021-10-26  |  点击率:1309

什么是零组件洁净度测试?

 

洁净度(清洁度)是指零件、总成及整机等的特定部位被杂质污染的程度,且表示零件或产品清洗后在其表面上残留的污染物的量,用规定的方法从规定的特定部位采集到的杂质微粒的质量、大小和数量等特征参数来表示。

 

元件与零部件的清洁对于量产制造及成品的质量管控非常重要,特别是在汽车、航天、半导体等行业。因为制程、运输、环境皆可能产生污染,如微粒子、非挥发性残留物(NVR)等,这些表面污染会对产品功能、可靠度甚至是使用寿命产生直接影响,因此各产业对于其重要零组件各有洁净度的相应规范,如汽车产业ISO 16232VDA 19.1 

 

洁净度(清洁度)与产品使用寿命有很大的相关联,污染物会导致零组件表面的腐蚀、磨耗、短路、讯号失真及讯号异常….., 在使用产品时,轻则让产品功能故障,出现运行不畅、噪音等情况缩短产品的使用寿命。而严重时甚至在产品使用时造成危害及危险的安全问题。 而洁净度(清洁度)测定方法对过程控制、质量保证和失效分析非常重要,是概括用于获得有关测定主体如各种机械设备、电子零件等洁净度(清洁度)数据的详细过程。

 

如果产品受到污染,会直接影响成品的可靠性和使用寿命。不干净的表面或生产液体对产品造成的危险包括功能失效、产品故障,甚至产品*报废。在制造和装配过程中使用的技术设备表面污物残留可能会导致设备性能不可靠或很差,甚至造成生产停工、材料浪费和能源等问题。较大的残留颗粒(有时被称为颗粒杀手")可能会使产品的功能*丧失。随着系统元件尺寸不断缩小,较小的残留颗粒也可能会导致灾难性故障的发生,并造成整个成品的报废。诸多当今高科技产业要求洁净度(清洁度)检验,精密制程的产业及受到微量污染容易造成产品不良,不管从一开始的原物料到生产的环境及所使用的器具设备、人员,到最后的包装材料储存与运输都需要针对洁洁净度(清洁度)有严格的管控,常见应用的产业领域。

· 光电半导体制程

· 自动化设备

· 精密机械

· 医疗器材

· 汽车产业

· 印刷电路版

· 硬盘零组件

· 无尘室用品

 

如何进行零组件洁净度测试?

 

洁净度(清洁度)检验最早应用于航空航天工业,20世纪60年代初美国汽车工程师协会(SAE)和美国航空航天工业协会(AIA)开始使用统一的洁净度(清洁度)标准 .德国汽车工业协会于20153月发布了关于颗粒物洁净度(清洁度)测试的标准 (VDA 19),而汽车零部件清洁度的国际标准ISO-16232是目前的应用范围较广的方法,其他各行业也陆续针对自己产品的制程工艺需求订定各种不同的洁净度(清洁度)规范,例如 印刷电路板 (IPC-TM650)、洁净室用品 (IEST-RP)、洁净室 (ISO-14644)、压缩空气(ISO-8573) ….

 

清洗/萃取过滤烘干秤重检查分析镜检结果

 

清洁度测试是利用搅拌、压力、超声波冲洗等方法清洗零件表面污染微粒,过滤清洗液并搜集污染微粒,最后依产品特性及清洁度要求,进行尺寸、重量、数量、形状等指标分析。清洁度测试的目的是透过监控零件、产品表面残留污染量,避免导致产品寿命缩短、可靠度降低等问题。

 

洁净度测试中,清洗液的选择通常为含界面活性剂的含水中性清洗液、非极性溶液(如二氯乙烷)或极性溶液(如乙醇),因此建议以耐腐蚀真空帮浦辅助,加快整体过滤速度,同时减缓化学物质对帮浦的侵蚀。

 

将一定数量的零件在一定的条件下清洗,将清洗液通过的滤膜充分过滤,污物被收集在滤膜表面,然后将滤膜干燥,用显微镜在光照射下检测,按颗粒尺寸和数量统计污物颗粒,即可得到所测物体零件的固体颗粒污染物结果。

 

方法一、搅拌法:

将测试样品的开孔堵住,部分或全部灌满清洗液,然后晃动或搅拌以将颗粒物从指ding区域萃取下来,剧烈的按照能使清洗液充满所有中空区域的各个方向晃动样品,参数可根据样品形状,尺寸及重量进行调整和设置。比如,对于一个制动液罐,可以采用的搅拌参数:100~200次每分钟的频率,50~150mm的幅度,晃动5~15秒。
适用情况:适用于中空的部件或产品的颗粒物含量的检测,手动或者机械自动搅拌;不适合液体或气体样品中颗粒物含量的测定。
影响因素: 搅拌方式(手动or机械自动,幅度,频率)、搅拌时间、清洗液的种类及用量。

 

方法二、加压冲洗法:

根据样品形状和清洗部位的不同,应使用不同尺寸和形状的喷嘴或喷枪。
适用情况:压力冲洗适合于可直接接触且能够使用环形喷嘴进行大表面清洁的的外部区域。内部孔穴或难以接触的外部区域无法使用喷嘴清洁,但大直径的短钻孔仍然可使用直接喷射的方法;当压力冲洗喷射无法直接接触此类几何形状时,应使用压力冲洗枪,以利深入内部孔穴,或是选择小直径的钻孔。
影响因素:冲洗压力、液体流速、冲洗距离及角度、喷嘴尺寸及形状(扁平或圆形)、清洗顺序、样品处理、清洗时间、单位面积的液体用量等。

 

方法三、超声波:

浴槽超音波清洗仪
适用情况:为清洁简单外部形状的部件,内外部都要清洗的小型或中型部件,如齿轮、接缝密封胶,可使用Rocker超声波浴槽,其中部件*浸泡,也适合与批量小样品的清洗;不适合于液体或气体材料、灰口铸铁、铸铝件的清洗。
影响因素:超声密度,超声时间,介质,样品放置的位置及方位与超声源的相对关系,以及样品的材质。

 

关于清洗液的选用
清洗液的主要作用:在于清除颗粒物与表面之间的粘合力或层,有效分离污染物且不会影响部件表面的液体。
选用清洁液的要求:与样品材质、系统中液体、测试设备、滤纸、过滤系统等兼容,低流速,粘度≤5mm2/s,能够清除或溶解油脂、需提前过滤好以备萃取使用。

清洗液选择依据:

1. 检验含表面活化剂的含水中性清洁剂(如去离子水)是否适用:它们通常可用于含水冷却液/润滑剂乳化液、动物和植物油脂和油液以及氨基防腐剂(确保无泡沫)。

2. 如果无法采用,检查上述非极性溶液(二氯乙烷等)是否适合。它们特别适合于清除矿物油基润滑剂或防腐剂。

3. 如果上述两组溶液都证明不适用,则必须选择专用的清洁液体,例如酒精(乙醇,极性溶液)以清除制动液。在进行这项选择时,确保清洁剂与部件材料兼容。特别当使用烃类时,可能会发生于塑料和涂层表面的不兼容。含表面活化剂的含水中性清洁剂不可与镁或镁合金一起使用。

 

零组件洁净度测试污染源种类

 

· 微粒(颗粒)污染 : 不同大小的颗粒污染物会导致设备磨耗、失效、阻塞、失灵、失控。

· 腐蚀性化学物质污染 : 对金属零件及产品产生锈蚀、对光学元件产生腐蚀性雾化、对电子电路产生线路短路。

· 沉降性化学物质污染 : 干扰电讯强度、讯号失真及讯号异常、电路阻抗异常、产品过热、黏着失效、光学元件附着性雾化。

 

应用

· 电路板、半导体等电子零件测试

· 汽车、电动车等组件测试

· 业界精密机械零组件测试

 

溶剂过滤器及真空泵.png