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溶劑過濾器在潔凈度測(cè)的應(yīng)用---膜過濾法
【打印頁面】發(fā)布時(shí)間：2021-10-26 文章來源：洛肯
什么是零組件潔凈度測(cè)試?
潔凈度(清潔度)是指零件、總成及整機(jī)等的特定部位被雜質(zhì)污染的程度，且表示零件或產(chǎn)品清洗后在其表面上殘留的污染物的量，用規(guī)定的方法從規(guī)定的特定部位采集到的雜質(zhì)微粒的質(zhì)量、大小和數(shù)量等特征參數(shù)來表示。
元件與零部件的清潔對(duì)于量產(chǎn)制造及成品的質(zhì)量管控非常重要，特別是在汽車、航天、半導(dǎo)體等行業(yè)。因?yàn)橹瞥?、運(yùn)輸、環(huán)境皆可能產(chǎn)生污染，如微粒子、非揮發(fā)性殘留物(NVR)等，這些表面污染會(huì)對(duì)產(chǎn)品功能、可靠度甚至是使用壽命產(chǎn)生直接影響，因此各產(chǎn)業(yè)對(duì)于其重要零組件各有潔凈度的相應(yīng)規(guī)范，如汽車產(chǎn)業(yè)ISO 16232及VDA 19.1 。
潔凈度(清潔度)與產(chǎn)品使用壽命有很大的相關(guān)聯(lián)，污染物會(huì)導(dǎo)致零組件表面的腐蝕、磨耗、短路、訊號(hào)失真及訊號(hào)異常….., 在使用產(chǎn)品時(shí)，輕則讓產(chǎn)品功能故障，出現(xiàn)運(yùn)行不暢、噪音等情況縮短產(chǎn)品的使用壽命。而嚴(yán)重時(shí)甚至在產(chǎn)品使用時(shí)造成危害及危險(xiǎn)的安全問題。 而潔凈度(清潔度)測(cè)定方法對(duì)過程控制、質(zhì)量保證和失效分析非常重要，是概括用于獲得有關(guān)測(cè)定主體如各種機(jī)械設(shè)備、電子零件等潔凈度(清潔度)數(shù)據(jù)的詳細(xì)過程。
如果產(chǎn)品受到污染，會(huì)直接影響成品的可靠性和使用壽命。不干凈的表面或生產(chǎn)液體對(duì)產(chǎn)品造成的危險(xiǎn)包括功能失效、產(chǎn)品故障，甚至產(chǎn)品完全報(bào)廢。在制造和裝配過程中使用的技術(shù)設(shè)備表面污物殘留可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能不可靠或很差，甚至造成生產(chǎn)停工、材料浪費(fèi)和能源等問題。較大的殘留顆粒（有時(shí)被稱為“顆粒殺手”）可能會(huì)使產(chǎn)品的功能完全喪失。隨著系統(tǒng)元件尺寸不斷縮小，較小的殘留顆粒也可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性故障的發(fā)生，并造成整個(gè)成品的報(bào)廢。諸多當(dāng)今高科技產(chǎn)業(yè)要求潔凈度(清潔度)檢驗(yàn)，精密制程的產(chǎn)業(yè)及受到微量污染容易造成產(chǎn)品不良，不管從一開始的原物料到生產(chǎn)的環(huán)境及所使用的器具設(shè)備、人員，到最后的包裝材料儲(chǔ)存與運(yùn)輸都需要針對(duì)潔潔凈度(清潔度)有嚴(yán)格的管控，常見應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
· 光電半導(dǎo)體制程
· 自動(dòng)化設(shè)備
· 精密機(jī)械
· 醫(yī)療器材
· 汽車產(chǎn)業(yè)
· 印刷電路版
· 硬盤零組件
· 無塵室用品
如何進(jìn)行零組件潔凈度測(cè)試?
潔凈度(清潔度)檢驗(yàn)最早應(yīng)用于航空航天工業(yè)，20世紀(jì)60年代初美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)和美國(guó)航空航天工業(yè)協(xié)會(huì)(AIA)開始使用統(tǒng)一的潔凈度(清潔度)標(biāo)準(zhǔn) .德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)于2015年3月發(fā)布了關(guān)于顆粒物潔凈度(清潔度)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn) (VDA 19)，而汽車零部件清潔度的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-16232是目前的應(yīng)用范圍較廣的方法，其他各行業(yè)也陸續(xù)針對(duì)自己產(chǎn)品的制程工藝需求訂定各種不同的潔凈度(清潔度)規(guī)范，例如 印刷電路板 (IPC-TM650)、潔凈室用品 (IEST-RP)、潔凈室 (ISO-14644)、壓縮空氣(ISO-8573) …. 。
清洗/萃取→過濾→烘干→秤重→檢查分析→鏡檢→結(jié)果
清潔度測(cè)試是利用攪拌、壓力、超聲波沖洗等方法清洗零件表面污染微粒，過濾清洗液并搜集污染微粒，最后依產(chǎn)品特性及清潔度要求，進(jìn)行尺寸、重量、數(shù)量、形狀等指標(biāo)分析。清潔度測(cè)試的目的是透過監(jiān)控零件、產(chǎn)品表面殘留污染量，避免導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短、可靠度降低等問題。
潔凈度測(cè)試中，清洗液的選擇通常為含界面活性劑的含水中性清洗液、非極性溶液(如二氯乙烷)或極性溶液(如乙醇)，因此建議以耐腐蝕真空幫浦輔助，加快整體過濾速度，同時(shí)減緩化學(xué)物質(zhì)對(duì)幫浦的侵蝕。
將一定數(shù)量的零件在一定的條件下清洗，將清洗液通過的濾膜充分過濾，污物被收集在濾膜表面，然后將濾膜干燥，用顯微鏡在光照射下檢測(cè)，按顆粒尺寸和數(shù)量統(tǒng)計(jì)污物顆粒，即可得到所測(cè)物體零件的固體顆粒污染物結(jié)果。
方法一、攪拌法：
將測(cè)試樣品的開孔堵住，部分或全部灌滿清洗液，然后晃動(dòng)或攪拌以將顆粒物從指定區(qū)域萃取下來，劇烈的按照能使清洗液充滿所有中空區(qū)域的各個(gè)方向晃動(dòng)樣品，參數(shù)可根據(jù)樣品形狀，尺寸及重量進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置。比如，對(duì)于一個(gè)制動(dòng)液罐，可以采用的攪拌參數(shù)：100~200次每分鐘的頻率，50~150mm的幅度，晃動(dòng)5~15秒。
適用情況：適用于中空的部件或產(chǎn)品的顆粒物含量的檢測(cè)，手動(dòng)或者機(jī)械自動(dòng)攪拌；不適合液體或氣體樣品中顆粒物含量的測(cè)定。
影響因素： 攪拌方式（手動(dòng)or機(jī)械自動(dòng)，幅度，頻率）、攪拌時(shí)間、清洗液的種類及用量。
方法二、加壓沖洗法：
根據(jù)樣品形狀和清洗部位的不同，應(yīng)使用不同尺寸和形狀的噴嘴或噴槍。
適用情況：壓力沖洗適合于可直接接觸且能夠使用環(huán)形噴嘴進(jìn)行大表面清潔的的外部區(qū)域。內(nèi)部孔穴或難以接觸的外部區(qū)域無法使用噴嘴清潔，但大直徑的短鉆孔仍然可使用直接噴射的方法；當(dāng)壓力沖洗噴射無法直接接觸此類幾何形狀時(shí)，應(yīng)使用壓力沖洗槍，以利深入內(nèi)部孔穴，或是選擇小直徑的鉆孔。
影響因素：沖洗壓力、液體流速、沖洗距離及角度、噴嘴尺寸及形狀（扁平或圓形）、清洗順序、樣品處理、清洗時(shí)間、單位面積的液體用量等。
方法三、超聲波：
浴槽或超音波清洗儀
適用情況：為清潔簡(jiǎn)單外部形狀的部件，內(nèi)外部都要清洗的小型或中型部件，如齒輪、接縫密封膠，可使用Rocker超聲波浴槽，其中部件完全浸泡，也適合與批量小樣品的清洗；不適合于液體或氣體材料、灰口鑄鐵、鑄鋁件的清洗。
影響因素：超聲密度，超聲時(shí)間，介質(zhì)，樣品放置的位置及方位與超聲源的相對(duì)關(guān)系，以及樣品的材質(zhì)。
關(guān)于清洗液的選用
清洗液的主要作用：在于清除顆粒物與表面之間的粘合力或?qū)?，有效分離污染物且不會(huì)影響部件表面的液體。
選用清潔液的要求：與樣品材質(zhì)、系統(tǒng)中液體、測(cè)試設(shè)備、濾紙、過濾系統(tǒng)等兼容，低流速，粘度≤5mm2/s，能夠清除或溶解油脂、需提前過濾好以備萃取使用。
清洗液選擇依據(jù)：
1. 檢驗(yàn)含表面活化劑的含水中性清潔劑（如去離子水）是否適用：它們通?？捎糜诤鋮s液/潤(rùn)滑劑乳化液、動(dòng)物和植物油脂和油液以及氨基防腐劑（確保無泡沫）。
2. 如果無法采用，檢查上述非極性溶液（二氯乙烷等）是否適合。它們特別適合于清除礦物油基潤(rùn)滑劑或防腐劑。
3. 如果上述兩組溶液都證明不適用，則必須選擇專用的清潔液體，例如酒精（乙醇，極性溶液）以清除制動(dòng)液。在進(jìn)行這項(xiàng)選擇時(shí)，確保清潔劑與部件材料兼容。特別當(dāng)使用烴類時(shí)，可能會(huì)發(fā)生于塑料和涂層表面的不兼容。含表面活化劑的含水中性清潔劑不可與鎂或鎂合金一起使用。
零組件潔凈度測(cè)試污染源種類
· 微粒(顆粒)污染 : 不同大小的顆粒污染物會(huì)導(dǎo)致設(shè)備磨耗、失效、阻塞、失靈、失控。
· 腐蝕性化學(xué)物質(zhì)污染 : 對(duì)金屬零件及產(chǎn)品產(chǎn)生銹蝕、對(duì)光學(xué)元件產(chǎn)生腐蝕性霧化、對(duì)電子電路產(chǎn)生線路短路。
· 沉降性化學(xué)物質(zhì)污染 : 干擾電訊強(qiáng)度、訊號(hào)失真及訊號(hào)異常、電路阻抗異常、產(chǎn)品過熱、黏著失效、光學(xué)元件附著性霧化。
應(yīng)用
· 電路板、半導(dǎo)體等電子零件測(cè)試
· 汽車、電動(dòng)車等組件測(cè)試
· 業(yè)界精密機(jī)械零組件測(cè)試
推薦產(chǎn)品：
潔凈度(清潔度)是指零件、總成及整機(jī)等的特定部位被雜質(zhì)污染的程度，且表示零件或產(chǎn)品清洗后在其表面上殘留的污染物的量，用規(guī)定的方法從規(guī)定的特定部位采集到的雜質(zhì)微粒的質(zhì)量、大小和數(shù)量等特征參數(shù)來表示。
元件與零部件的清潔對(duì)于量產(chǎn)制造及成品的質(zhì)量管控非常重要，特別是在汽車、航天、半導(dǎo)體等行業(yè)。因?yàn)橹瞥?、運(yùn)輸、環(huán)境皆可能產(chǎn)生污染，如微粒子、非揮發(fā)性殘留物(NVR)等，這些表面污染會(huì)對(duì)產(chǎn)品功能、可靠度甚至是使用壽命產(chǎn)生直接影響，因此各產(chǎn)業(yè)對(duì)于其重要零組件各有潔凈度的相應(yīng)規(guī)范，如汽車產(chǎn)業(yè)ISO 16232及VDA 19.1 。
潔凈度(清潔度)與產(chǎn)品使用壽命有很大的相關(guān)聯(lián)，污染物會(huì)導(dǎo)致零組件表面的腐蝕、磨耗、短路、訊號(hào)失真及訊號(hào)異常….., 在使用產(chǎn)品時(shí)，輕則讓產(chǎn)品功能故障，出現(xiàn)運(yùn)行不暢、噪音等情況縮短產(chǎn)品的使用壽命。而嚴(yán)重時(shí)甚至在產(chǎn)品使用時(shí)造成危害及危險(xiǎn)的安全問題。 而潔凈度(清潔度)測(cè)定方法對(duì)過程控制、質(zhì)量保證和失效分析非常重要，是概括用于獲得有關(guān)測(cè)定主體如各種機(jī)械設(shè)備、電子零件等潔凈度(清潔度)數(shù)據(jù)的詳細(xì)過程。
如果產(chǎn)品受到污染，會(huì)直接影響成品的可靠性和使用壽命。不干凈的表面或生產(chǎn)液體對(duì)產(chǎn)品造成的危險(xiǎn)包括功能失效、產(chǎn)品故障，甚至產(chǎn)品完全報(bào)廢。在制造和裝配過程中使用的技術(shù)設(shè)備表面污物殘留可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能不可靠或很差，甚至造成生產(chǎn)停工、材料浪費(fèi)和能源等問題。較大的殘留顆粒（有時(shí)被稱為“顆粒殺手”）可能會(huì)使產(chǎn)品的功能完全喪失。隨著系統(tǒng)元件尺寸不斷縮小，較小的殘留顆粒也可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性故障的發(fā)生，并造成整個(gè)成品的報(bào)廢。諸多當(dāng)今高科技產(chǎn)業(yè)要求潔凈度(清潔度)檢驗(yàn)，精密制程的產(chǎn)業(yè)及受到微量污染容易造成產(chǎn)品不良，不管從一開始的原物料到生產(chǎn)的環(huán)境及所使用的器具設(shè)備、人員，到最后的包裝材料儲(chǔ)存與運(yùn)輸都需要針對(duì)潔潔凈度(清潔度)有嚴(yán)格的管控，常見應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
· 光電半導(dǎo)體制程
· 自動(dòng)化設(shè)備
· 精密機(jī)械
· 醫(yī)療器材
· 汽車產(chǎn)業(yè)
· 印刷電路版
· 硬盤零組件
· 無塵室用品
如何進(jìn)行零組件潔凈度測(cè)試?
潔凈度(清潔度)檢驗(yàn)最早應(yīng)用于航空航天工業(yè)，20世紀(jì)60年代初美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)和美國(guó)航空航天工業(yè)協(xié)會(huì)(AIA)開始使用統(tǒng)一的潔凈度(清潔度)標(biāo)準(zhǔn) .德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)于2015年3月發(fā)布了關(guān)于顆粒物潔凈度(清潔度)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn) (VDA 19)，而汽車零部件清潔度的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-16232是目前的應(yīng)用范圍較廣的方法，其他各行業(yè)也陸續(xù)針對(duì)自己產(chǎn)品的制程工藝需求訂定各種不同的潔凈度(清潔度)規(guī)范，例如 印刷電路板 (IPC-TM650)、潔凈室用品 (IEST-RP)、潔凈室 (ISO-14644)、壓縮空氣(ISO-8573) …. 。
清洗/萃取→過濾→烘干→秤重→檢查分析→鏡檢→結(jié)果
清潔度測(cè)試是利用攪拌、壓力、超聲波沖洗等方法清洗零件表面污染微粒，過濾清洗液并搜集污染微粒，最后依產(chǎn)品特性及清潔度要求，進(jìn)行尺寸、重量、數(shù)量、形狀等指標(biāo)分析。清潔度測(cè)試的目的是透過監(jiān)控零件、產(chǎn)品表面殘留污染量，避免導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短、可靠度降低等問題。
潔凈度測(cè)試中，清洗液的選擇通常為含界面活性劑的含水中性清洗液、非極性溶液(如二氯乙烷)或極性溶液(如乙醇)，因此建議以耐腐蝕真空幫浦輔助，加快整體過濾速度，同時(shí)減緩化學(xué)物質(zhì)對(duì)幫浦的侵蝕。
將一定數(shù)量的零件在一定的條件下清洗，將清洗液通過的濾膜充分過濾，污物被收集在濾膜表面，然后將濾膜干燥，用顯微鏡在光照射下檢測(cè)，按顆粒尺寸和數(shù)量統(tǒng)計(jì)污物顆粒，即可得到所測(cè)物體零件的固體顆粒污染物結(jié)果。
方法一、攪拌法：
將測(cè)試樣品的開孔堵住，部分或全部灌滿清洗液，然后晃動(dòng)或攪拌以將顆粒物從指定區(qū)域萃取下來，劇烈的按照能使清洗液充滿所有中空區(qū)域的各個(gè)方向晃動(dòng)樣品，參數(shù)可根據(jù)樣品形狀，尺寸及重量進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置。比如，對(duì)于一個(gè)制動(dòng)液罐，可以采用的攪拌參數(shù)：100~200次每分鐘的頻率，50~150mm的幅度，晃動(dòng)5~15秒。
適用情況：適用于中空的部件或產(chǎn)品的顆粒物含量的檢測(cè)，手動(dòng)或者機(jī)械自動(dòng)攪拌；不適合液體或氣體樣品中顆粒物含量的測(cè)定。
影響因素： 攪拌方式（手動(dòng)or機(jī)械自動(dòng)，幅度，頻率）、攪拌時(shí)間、清洗液的種類及用量。
方法二、加壓沖洗法：
根據(jù)樣品形狀和清洗部位的不同，應(yīng)使用不同尺寸和形狀的噴嘴或噴槍。
適用情況：壓力沖洗適合于可直接接觸且能夠使用環(huán)形噴嘴進(jìn)行大表面清潔的的外部區(qū)域。內(nèi)部孔穴或難以接觸的外部區(qū)域無法使用噴嘴清潔，但大直徑的短鉆孔仍然可使用直接噴射的方法；當(dāng)壓力沖洗噴射無法直接接觸此類幾何形狀時(shí)，應(yīng)使用壓力沖洗槍，以利深入內(nèi)部孔穴，或是選擇小直徑的鉆孔。
影響因素：沖洗壓力、液體流速、沖洗距離及角度、噴嘴尺寸及形狀（扁平或圓形）、清洗順序、樣品處理、清洗時(shí)間、單位面積的液體用量等。
方法三、超聲波：
浴槽或超音波清洗儀
適用情況：為清潔簡(jiǎn)單外部形狀的部件，內(nèi)外部都要清洗的小型或中型部件，如齒輪、接縫密封膠，可使用Rocker超聲波浴槽，其中部件完全浸泡，也適合與批量小樣品的清洗；不適合于液體或氣體材料、灰口鑄鐵、鑄鋁件的清洗。
影響因素：超聲密度，超聲時(shí)間，介質(zhì)，樣品放置的位置及方位與超聲源的相對(duì)關(guān)系，以及樣品的材質(zhì)。
關(guān)于清洗液的選用
清洗液的主要作用：在于清除顆粒物與表面之間的粘合力或?qū)?，有效分離污染物且不會(huì)影響部件表面的液體。
選用清潔液的要求：與樣品材質(zhì)、系統(tǒng)中液體、測(cè)試設(shè)備、濾紙、過濾系統(tǒng)等兼容，低流速，粘度≤5mm2/s，能夠清除或溶解油脂、需提前過濾好以備萃取使用。
清洗液選擇依據(jù)：
1. 檢驗(yàn)含表面活化劑的含水中性清潔劑（如去離子水）是否適用：它們通?？捎糜诤鋮s液/潤(rùn)滑劑乳化液、動(dòng)物和植物油脂和油液以及氨基防腐劑（確保無泡沫）。
2. 如果無法采用，檢查上述非極性溶液（二氯乙烷等）是否適合。它們特別適合于清除礦物油基潤(rùn)滑劑或防腐劑。
3. 如果上述兩組溶液都證明不適用，則必須選擇專用的清潔液體，例如酒精（乙醇，極性溶液）以清除制動(dòng)液。在進(jìn)行這項(xiàng)選擇時(shí)，確保清潔劑與部件材料兼容。特別當(dāng)使用烴類時(shí)，可能會(huì)發(fā)生于塑料和涂層表面的不兼容。含表面活化劑的含水中性清潔劑不可與鎂或鎂合金一起使用。
零組件潔凈度測(cè)試污染源種類
· 微粒(顆粒)污染 : 不同大小的顆粒污染物會(huì)導(dǎo)致設(shè)備磨耗、失效、阻塞、失靈、失控。
· 腐蝕性化學(xué)物質(zhì)污染 : 對(duì)金屬零件及產(chǎn)品產(chǎn)生銹蝕、對(duì)光學(xué)元件產(chǎn)生腐蝕性霧化、對(duì)電子電路產(chǎn)生線路短路。
· 沉降性化學(xué)物質(zhì)污染 : 干擾電訊強(qiáng)度、訊號(hào)失真及訊號(hào)異常、電路阻抗異常、產(chǎn)品過熱、黏著失效、光學(xué)元件附著性霧化。
應(yīng)用
· 電路板、半導(dǎo)體等電子零件測(cè)試
· 汽車、電動(dòng)車等組件測(cè)試
· 業(yè)界精密機(jī)械零組件測(cè)試
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