什么是零組件潔凈度測試?

潔凈度(清潔度)是指零件、總成及整機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)。因為制程、運輸、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，這些表面污染會對產(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)，污染物會導(dǎo)致零組件表面的腐蝕、磨耗、短路、訊號失真及訊號異常….., 在使用產(chǎn)品時，輕則讓產(chǎn)品功能故障，出現(xiàn)運行不暢、噪音等情況縮短產(chǎn)品的使用壽命。而嚴(yán)重時甚至在產(chǎn)品使用時造成危害及危險的安全問題。 而潔凈度(清潔度)測定方法對過程控制、質(zhì)量保證和失效分析非常重要，是概括用于獲得有關(guān)測定主體如各種機械設(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)液體對產(chǎn)品造成的危險包括功能失效、產(chǎn)品故障，甚至產(chǎn)品*報廢。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、材料浪費和能源等問題。較大的殘留顆粒（有時被稱為“顆粒殺手"）可能會使產(chǎn)品的功能*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導(dǎo)致災(zāi)難性故障的發(fā)生，并造成整個成品的報廢。諸多當(dāng)今高科技產(chǎn)業(yè)要求潔凈度(清潔度)檢驗，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存與運輸都需要針對潔潔凈度(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

· 自動化設(shè)備

· 精密機械

· 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)行零組件潔凈度測試?

潔凈度(清潔度)檢驗最早應(yīng)用于航空航天工業(yè)，20世紀(jì)60年代初美國汽車工程師協(xié)會(SAE)和美國航空航天工業(yè)協(xié)會(AIA)開始使用統(tǒng)一的潔凈度(清潔度)標(biāo)準(zhǔn) .德國汽車工業(yè)協(xié)會于2015年3月發(fā)布了關(guān)于顆粒物潔凈度(清潔度)測試的標(biāo)準(zhǔn) (VDA 19)，而汽車零部件清潔度的國際標(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，同時減緩化學(xué)物質(zhì)對幫浦的侵蝕。

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，按顆粒尺寸和數(shù)量統(tǒng)計污物顆粒，即可得到所測物體零件的固體顆粒污染物結(jié)果。

方法一、攪拌法：

將測試樣品的開孔堵住，部分或全部灌滿清洗液，然后晃動或攪拌以將顆粒物從指ding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)域的各個方向晃動樣品，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，對于一個制動液罐，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，手動或者機械自動攪拌；不適合液體或氣體樣品中顆粒物含量的測定。
影響因素： 攪拌方式（手動or機械自動，幅度，頻率）、攪拌時間、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，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*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，超聲時間，介質(zhì)，樣品放置的位置及方位與超聲源的相對關(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：它們通常可用于含水冷卻液/潤滑劑乳化液、動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）以清除制動液。在進(jìn)行這項選擇時，確保清潔劑與部件材料兼容。特別當(dāng)使用烴類時，可能會發(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。

零組件潔凈度測試污染源種類

· 微粒(顆粒)污染 : 不同大小的顆粒污染物會導(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 : 對金屬零件及產(chǎn)品產(chǎn)生銹蝕、對光學(xué)元件產(chǎn)生腐蝕性霧化、對電子電路產(chǎn)生線路短路。

· 沉降性化學(xué)物質(zhì)污染 : 干擾電訊強度、訊號失真及訊號異常、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)體等電子零件測試

· 汽車、電動車等組件測試

· 業(yè)界精密機械零組件測試