Die Partikelsaugextraktion
Das ergänzende trockene Extraktionsverfahren
Die Partikelextraktion erfolgt durch Absaugen der trocken anhaftenden Partikel von Bauteiloberflächen oder von spezifischen Kontrollbereichen. Die Partikel werden mit Düsen von der Oberfläche gelöst, abgesaugt und gezielt gesammelt bzw. auf Probenträger wie Laborflasche, Analysefilter oder Partikelfalle abgeschieden.
Die Technische Sauberkeit von Automotive-Bauteilen, aber auch Bauteile und Komponenten im Bereich der Elektro-/Elektronikproduktion gewinnt in Verbindung mit neuen Technologien zunehmend an Bedeutung und damit auch Sauberkeitsprüfungen von Bauteilen und dem Prozessumfeld. Diese indirekte Prüfung erfordert einen Probenahmeschritt, die sogenannte Extraktion. Die Nassextraktion und die Luftextraktion durch Abblasen sind seit Jahren Stand der Technik. Zwischenzeitlich hat sich das Bauteilspektrum in Verbindung mit der E-Mobilität und Assistenzsystemen stark verändert, für das auch diese Methoden an Grenzen stoßen. Große Batteriebauteile sind in einem geschlossenen Kabinett nicht mehr extrahierbar. Auch die Forderung nach Prüfmethoden direkt im Prozessumfeld ist mit den etablierten Methoden nicht erfüllbar.
CleanControlling hat daher das ergänzende Verfahren der Saugextraktion entwickelt. Diese Methode stellt eine Variante der in den Normen beschriebenen Luftextraktion dar. Die Qualifizierung der Prüfung bis zur lichtoptischen Analyse erfolgt hierbei nach VDA 19.1 / ISO 16232 und führt damit zu reproduzierbaren Ergebnissen. Die Saugextraktion zeichnet sich besonders durch die Unabhängigkeit von geschlossenen Prüfräumen und dem mobilen Einsatz aus.
Anwendungsgebiete
Vorteile der Saugextraktion
- Zerstörungsfreie Prüfung (Luft / ESD-Schutz) ermöglicht die Weiterverwendung des Bauteils nach der Prüfung
- Ortsunabhängige Anwendung für das Partikelmonitoring in der Linie
- Einfache Prüfung großflächiger Bauteile durch das flexible Prüfsystem
- Selektive Prüfung ohne Maskierung von Bereichen möglich
- Anwendungsnahe Prüfung von Bauteilen, die nicht mit flüssigen Medien beaufschlagt werden dürfen
- Reduzierte Betriebs- und Logistikkosten bei Bauteilprüfungen im Prozessumfeld und Wegfall von flüssigen Extraktionsmedien
Effektivität der Saugextraktion
Indirekte Prüfung
Die Bestimmung von im Wesentlichen aus dem Herstellungsprozess resultierenden Partikelverunreinigungen erfolgt durch eine indirekte Prüfung. Vor der mikroskopischen Auswertung durch Vermessung, Zählung und Typisierung der Partikel, werden diese durch einen Probenahmeschritt vom Bauteil extrahiert. Diese Extraktion erfolgt mit flüssigem oder trockenem Medium.
Zu den wesentlichen Extraktionsverfahren gehören
Spritzen
Abblasen
Absaugen
Für die Untersuchung der Effektivität dieser drei Extraktionsverfahren wurde in 2021 durch eine Arbeitsgruppe des ZVEI e.V. (Verband der Elektro- und Digitalindustrie) eine umfassende Studie mit groß angelegter Testreihe mit verschiedenen elektrischen und elektronischen Baugruppen durchgeführt. Es wurden mehrere Bauteile von HV-Steckverbindern, Steckerleisten und Leiterplatten aus der gleichen Produktionschargen entnommen und mit diesen drei Extraktionsverfahren geprüft und analysiert. Der Fokus lag hierbei auf der Gesamtpartikelanzahl aus mehreren Einzelanalysen und der Streuungsbreite untereinander.
Die Bewertung zeigte, dass die größten metallischen Partikel von allen drei untersuchten Methoden zuverlässig extrahiert werden. Die Ergebnisse zeigen auch, dass Bauteile gleicher Charge zwar eine große Streuung besitzen, diese aber hinreichend einer Normalverteilung folgt, um daraus Mittelwerte und Standardabweichungen ableiten zu können.
Statistische Bewertung der Effektivität
Die statistische Auswertung zeigt, dass die Verfahren miteinander vergleichbar sind.
Tendenziell ergibt sich zwischen
- Abblasen und Spritzen eine Korrelation von 88 – 96 % und mittlere rel. Abweichung von -24%
- Absaugen und Abblasen eine Korrelation von 97 – 99 % und mittlere rel. Abweichung von+34%
- Absaugen und Spritzen eine Korrelation von 96 – 98 % und mittlere rel. Abweichung von -1%.
Fazit der Studie
Alle Extraktionsverfahren sind für die Bestimmung der Oberflächensauberkeit von elektronischen Bauteilen geeignet und vergleichbar. Zum einen aufgrund der zuverlässigen Extraktion der größten Partikel und zum anderen aufgrund der guten Korrelation zwischen den Verfahren.
Saugextraktion in Aktion - Applikations Videos
Detaillierte Applikations-Videos über den Aufbau, Blindwert, die verschiedenen Verwendungsarten bis hin zur Reinigung des Partikel-Saugextraktionssystem C|PS² finden Sie hier:
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