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，用規定的方法從規定的特定部位采集到的雜質(zhì)微粒的質(zhì)量、大小和數量等特征參數來(lái)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(chē)、航天、半導體等行業(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(huì )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規范，如汽車(chē)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(shí)，輕則讓產(chǎn)品功能故障，出現運行不暢、噪音等情況縮短產(chǎn)品的使用壽命。而嚴重時(shí)甚至在產(chǎn)品使用時(shí)造成危害及危險的安全問(wèn)題。 而潔凈度(清潔度)測定方法對過(guò)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備、電子零件等潔凈度(清潔度)數據的詳細過(guò)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(guò)程中使用的技術(shù)設備表面污物殘留可能會(huì )導致設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(wèn)題。較大的殘留顆粒（有時(shí)被稱(chēng)為“顆粒殺手"）可能會(huì )使產(chǎn)品的功能*喪失。隨著(zhù)系統元件尺寸不斷縮小，較小的殘留顆粒也可能會(huì )導致災難性故障的發(fā)生，并造成整個(gè)成品的報廢。諸多當今高科技產(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(kāi)始的原物料到生產(chǎn)的環(huán)境及所使用的器具設備、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)有嚴格的管控，常見(jiàn)應用的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

· 光電半導體制程

· 自動(dòng)化設備

· 精密機械

· 醫療器材

· 汽車(chē)產(chǎn)業(yè)

· 印刷電路版

· 硬盤(pán)零組件

· 無(wú)塵室用品

如何進(jìn)行零組件潔凈度測試?

潔凈度(清潔度)檢驗最早應用于航空航天工業(yè)，20世紀60年代初美國汽車(chē)工程師協(xié)會(huì )(SAE)和美國航空航天工業(yè)協(xié)會(huì )(AIA)開(kāi)始使用統一的潔凈度(清潔度)標準 .德國汽車(chē)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)測試的標準 (VDA 19)，而汽車(chē)零部件清潔度的國際標準ISO-16232是目前的應用范圍較廣的方法，其他各行業(yè)也陸續針對自己產(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(guò)濾→烘干→秤重→檢查分析→鏡檢→結果

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(guò)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、數量、形狀等指標分析。清潔度測試的目的是透過(guò)監控零件、產(chǎn)品表面殘留污染量，避免導致產(chǎn)品壽命縮短、可靠度降低等問(wèn)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(guò)濾速度，同時(shí)減緩化學(xué)物質(zhì)對幫浦的侵蝕。

將一定數量的零件在一定的條件下清洗，將清洗液通過(guò)的濾膜充分過(guò)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，按顆粒尺寸和數量統計污物顆粒，即可得到所測物體零件的固體顆粒污染物結果。

方法一、攪拌法：

將測試樣品的開(kāi)孔堵住，部分或全部灌滿(mǎn)清洗液，然后晃動(dòng)或攪拌以將顆粒物從指ding區域萃取下來(lái)，劇烈的按照能使清洗液充滿(mǎn)所有中空區域的各個(gè)方向晃動(dòng)樣品，參數可根據樣品形狀，尺寸及重量進(jìn)行調整和設置。比如，對于一個(gè)制動(dòng)液罐，可以采用的攪拌參數：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，手動(dòng)或者機械自動(dòng)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(dòng)or機械自動(dòng)，幅度，頻率）、攪拌時(shí)間、清洗液的種類(lèi)及用量。

方法二、加壓沖洗法：

根據樣品形狀和清洗部位的不同，應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域。內部孔穴或難以接觸的外部區域無(wú)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；當壓力沖洗噴射無(wú)法直接接觸此類(lèi)幾何形狀時(shí)，應使用壓力沖洗槍?zhuān)岳钊雰炔靠籽?，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(shí)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層，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)、系統中液體、測試設備、濾紙、過(guò)濾系統等兼容，低流速，粘度≤5mm2/s，能夠清除或溶解油脂、需提前過(guò)濾好以備萃取使用。

清洗液選擇依據：

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?？捎糜诤鋮s液/潤滑劑乳化液、動(dòng)物和植物油脂和油液以及氨基防腐劑（確保無(wú)泡沫）。

2. 如果無(wú)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(zhuān)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)行這項選擇時(shí)，確保清潔劑與部件材料兼容。特別當使用烴類(lèi)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。

零組件潔凈度測試污染源種類(lèi)

· 微粒(顆粒)污染 : 不同大小的顆粒污染物會(huì )導致設備磨耗、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(xiàn)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(guò)熱、黏著(zhù)失效、光學(xué)元件附著(zhù)性霧化。

應用

· 電路板、半導體等電子零件測試

· 汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)等組件測試

· 業(yè)界精密機械零組件測試