In der Halbleiter-, Optik-, Medizin- und Präzisionstechnik entscheiden stabile Reinigungsprozesse zunehmend über Bauteilqualität, Prozesssicherheit und die Zuverlässigkeit nachfolgender Fertigungsschritte. Genau dafür hat die BvL Oberflächentechnik GmbH die neue NiagaraUP designt: eine modular erweiterbare Kammerreinigungsanlage für High Purity-Anwendungen. Im Mittelpunkt stehen minimale Verschleppung, ein durchgängiges Hygienic Design, konsequente Filtration sowie eine flexible Prozessführung für unterschiedliche Bauteile, Medien und Reinheitsziele.

Merkmale

• minimale Verschleppung und geringe Medienvermischung

• Hygienic Design von Reinigungskammer, Rohrleitungen und Tanks

• konsequente Filtration vor und während der relevanten Reinigungsschritte

• frei parametrierbare Prozessführung mit Badüberwachung und Energiedashboard

• flexibel integrierbare Verfahren bis hin zu VIT, HEPA-gefilterter Trocknung

• modular erweiterbar für flexible Prozesskombinationen und erhöhte Taktleistung

Prozessstabilität

Ein wesentlicher Unterschied der NiagaraUP liegt in ihrer konsequenten Auslegung auf minimale Verschleppung und geringe Medienvermischung zwischen den Tanks. Bei sehr hohen Reinheitsanforderungen reicht es nicht aus, dass ein Prozess einmalig gute Ergebnisse erzielt. Entscheidend ist, dass er dauerhaft stabil, reproduzierbar und wirtschaftlich betrieben werden kann. Dafür wurde die Reinigungskammer grundlegend neu gestaltet. Der Ablauf ist zentriert und nach unten gerichtet, sodass Flüssigkeiten schnell und vollständig aus der Kammer abgeführt werden können. Eine runde und strömungsgünstige Kammergeometrie reduziert Toträume, Pfützenbildung und potenzielle Partikelnester. Zusätzliche Düsen sprühen gezielt die Kammerwände ab; auch das Düsensystem selbst kann wahlweise zwischengespült werden.

Hygienic Design bis zur Filtration

Für eine dauerhaft stabile Medienqualität wurde das hygienische Design auf das gesamte medienführende System übertragen. Sämtliche Rohrleitungen sind formiergasgeschweißt und aus hochwertigem V4A-Edelstahl ausgeführt. Dadurch entstehen saubere, reproduzierbare und medienbeständige Leitungswege. Auch die Tanks folgen hygienischen Gesichtspunkten: Auf 90-Grad-Ecken wurde verzichtet, um Partikelansammlungen zu vermeiden. Einen weiteren Beitrag zur Prozessstabilität leistet das konsequente Filtrationskonzept: Bei der NiagaraUP wird das Medium vor den Reinigungsprozessen grundsätzlich über den Filter geführt. Auch beim Fluten der Kammer, beim Spritzen sowie beim Ablassen des Wassers aus der Reinigungskammer wird über die Filtration gearbeitet. Partikel werden dadurch systematisch aus dem Prozess entfernt. Das verbessert die Badqualität, stabilisiert die Prozessbedingungen und unterstützt höchste Reinheitsanforderungen.

Prozessführung

Der freie Programmablauf ermöglicht eine individuelle Prozessgestaltung. Reinigungs-, Spül- und Trocknungsschritte lassen sich flexibel kombinieren, parametrieren und an unterschiedliche Bauteile, Verschmutzungen und Reinheitsanforderungen anpassen. Die integrierte Badüberwachung mit BvL-eigenen Libelle-Systemen und automatischer Reiniger-Nachdosierung unterstützt konstante Prozessbedingungen. Das trägt dazu bei, die geforderte Bauteilsauberkeit dauerhaft reproduzierbar zu erreichen. Das integrierte Energiedashboard erfasst, visualisiert und bewertet relevante Verbrauchsdaten und macht den Energie- und Medienbedarf der Anlage transparent. Betreiber erhalten damit eine fundierte Grundlage, um Prozesse hinsichtlich Reinheit, Taktzeit, Effizienz und Ressourceneinsatz zu optimieren.

Design-Idee

Bei der NiagaraUP folgt das Design konsequent dem Prinzip „form follows function“: Jede konstruktive Entscheidung dient der Prozesssicherheit, der Bedienbarkeit oder der langfristigen Stabilität des Reinigungsergebnisses. Die Anlage wurde als eigenständiges Konzept für höchste Anforderungen entwickelt. Die Einhausung der Anlage unterstützt den Anspruch an Sauberkeit und Wertigkeit. Optional kann sie mit einer ViwateQ-Behandlung ausgeführt werden, damit die Oberflächen im Reinraum gut gereinigt werden können und Partikelfreisetzung vermieden wird. Ergänzt wird das funktionale Design durch eine moderne LED-Beleuchtung, die neueste Generation industrieller HMIs sowie ein groß dimensioniertes Schauglas zur Reinigungskammer. Das Schauglas ermöglicht dem Bediener einen transparenten Blick in den Prozess.

Verfahrenstechnisch ist die NiagaraUP auf maximale Flexibilität ausgelegt. Integriert werden können: Spritzreinigung, Flutreinigung, Druckumfluten und Ultraschallreinigung. Ergänzend ist auch das BvL-Druckwechselverfahren Vakuum Impuls Technik (VIT) verfügbar, das besonders bei komplexen Geometrien, Hinterschneidungen und schwer zugänglichen Bauteilbereichen Vorteile bietet. Für dieses Verfahren wurde eine neue Generation von Vakuumpumpe eingesetzt, die gemeinsam mit dem Hersteller speziell für diese Anwendung getestet und erprobt wurde.

Auch bei der Trocknung bietet die NiagaraUP ein umfassendes Spektrum. Die Heißlufttrocknung ist mit einem HEPA-H13-Filter ausgestattet, um eine Rekontamination der Bauteile durch Partikel aus der Umgebungsluft zu vermeiden.

Ergänzend kann eine leistungsstarke Infrarottrocknung eingesetzt werden, die eine besonders effiziente und kontaminationsarme Trocknung ermöglicht. Auch eine Vakuumtrocknung ist vorgesehen. Damit lässt sich der Trocknungsprozess gezielt auf Bauteilgeometrie, Material, Restfeuchteanforderung und Reinheitsziel abstimmen.

Baukasten-Prinzip

Ein zentrales Entwicklungsziel der NiagaraUP war es, hohe verfahrenstechnische Leistungsfähigkeit mit einem kompakten und zugleich servicefreundlichen Anlagenlayout zu verbinden. In der Zweitankvariante besitzt die Anlage eine kompakte Grundabmessung von 2,4 × 2,9 × 2,3 m (B × L × H). Filter, Tanks und Pumpen sind direkt erreichbar, was Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten vereinfacht. Die Reinigungskammer kann als Einkammeranlage betrieben und bei Bedarf mit minimalem Aufwand gespiegelt werden. Dadurch entstehen getrennte Kammern für Vor- und Finalreinigung, Reinigung und Trocknung oder parallele Prozesse zur Erhöhung der Taktleistung. Auch die Tankeinheiten sind modular ausgelegt und können variabel erweitert werden. Eine Automatisierung kann problemlos umgesetzt werden. Damit eignet sich die NiagaraUP sowohl für manuelle Einzelplatzlösungen als auch für automatisierte Fertigungs- und Reinigungslinien.

Alle Korbwaschanlagen von BvL tragen den Namen Niagara. Er steht sinnbildlich für die Kraft des Wassers. Bei der NiagaraUP wurde dieser Ansatz gezielt für High-Purity-Anwendungen weiterentwickelt. Der Namenszusatz UP steht für Ultra Pure und beschreibt den Anspruch der Anlage: Bauteilsauberkeit auf höchstem Niveau. Das Anlagenkonzept entstand in einem interdisziplinären Entwicklungsprozess mit Spezialisten aus Anlagenbau, Ultraschalltechnik, Filtrationstechnik, Oberflächenbehandlung, Reinigungschemie sowie dem Halbleiterproduktionsumfeld. Zusätzlich wirkten Experten des Fraunhofer Instituts an der Entwicklung mit.

https://www.bvl-cleaning.com/de