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【前編】粒子状物質汚染に対する清浄度解析 <br>~顕微鏡を用いた自動粒子解析のための測定システム~
インダストリー 2023.03.02

【前編】粒子状物質汚染に対する清浄度解析
~顕微鏡を用いた自動粒子解析のための測定システム~

自動車部品、電子部品、フィルム、薬品、医療器具など、製造工程に高い清浄度を要求される製品においては、異物の混入が製造歩留まりに大きな影響を与えます。そのため、 混入した異物を一刻も早く分析し、発生原因を突き止めることが、歩留まりの向上につながります。自動車、航空宇宙、マイクロエレクトロニクス、医薬品、医療機器などの業界では、製品や部品の清浄度を定量的に検証するために、自動粒子解析の測定システムがよく利用されています。顕微鏡をベースとした計測システムの活用についてご説明する前に、このブログで汚染と清浄度についてお話します。後編はこちら

 

汚染と清浄度について知る

 

清浄度が要求される産業分野

輸送(自動車/トラック、航空/宇宙、鉄道)、マイクロエレクトロニクス(集積回路、プリント基板、半導体)、ヘルスケア(医薬品、医療機器)産業で生産される汚染に敏感な製品および製品部品は、性能と信頼性および寿命を高めるために、清浄度が非常に厳しく要求されます。

 

汚染の種類と発生メカニズム

汚染は、大きく以下に分類されます。[参考文献①](図 1 参照)
・粒子状汚染:製造工程からの残留物(磨耗や研削による粒子や周辺環境からの粉塵などの無機物)、生物的または有機物(細菌、真菌、芽胞、剥離した皮膚片、細胞片など) 
・分子汚染:製造時の添加物(潤滑剤、防腐剤など)の残留物や指紋、有機および無機薄膜材料など 

図1:汚染の種類別の画像:a) 製造方法による残留粒子、b) 埃、c) 芽胞、d) 細菌、e) 無機または有機フィルム、f) 指紋

 

製品および製品部品が清浄度に影響を与える要因

人員、物流、消耗品、工程

清浄度要求の対象となる製品や部品の製造工程では、清浄度に影響を与えるいくつかの要因があります。生産に用いるクリーンルーム技術、物流の考え方と計画、スタッフ・人員の行動、生産に用いる設備・材料・工程の種類などです。(図 2参照)

図2:製品の清浄度に影響を与える要因[参考文献].

 

 

洗浄システムの有効性

洗浄システムの効果がどの程度あるかですが、残念ながらこの問いに対する一般的な答えはありません。洗浄の程度は、3つの主要な要因によって決まります。(図3参照)

・洗浄方法またはプロセス
・汚染物質の種類と量
・洗浄対象物の材質、形状、表面状態(粗さなど)

洗浄効果の検証は、洗浄の程度が個々のケースに依存する場合、法的要求事項がある場合、当該分野や産業で通常行われている場合、顧客やユーザーから要求がある場合に必要となります。

図3:洗浄システムの結果に影響を与える要因

 

後編では、自動粒子計測システムを活用した、微粒子汚染の清浄度解析と洗浄効果の検証について説明します。後編はこちら

 

■参考文献■

  1. Kreck G, and Holzapfel Y: Reinheitsvalidierung von kontaminationskritischen Produkten. reinraum online (Dec. 2012); reinraum printline 4–9 (Jan. 2013).
  2. Gail L, Gommel U, and Hortig H-P: Reinraumtechnik, 3rd Edition. Springer, Berlin/Heidelberg (2012).

 

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