Cleanrooms Europe und SMT/ES&S/Hybrid: Partikel von rauhen Oberflächen differenzieren

Der portable »Surface Contamination Counter (SCC)« erkennt Partikel selbst auf rauhen Oberflächen ohne Probenahmeverluste. Weitere Themen auf der Cleanrooms Europe und der SMT/ES&S/Hybrid sind lokale Reinigungsverfahren und IT-Lösungen für COB-Technologien.

Auf rauhen Oberflächen sind Partikel nur schwer zu erkennen, weil sie sich optisch kaum vom Untergrund abheben. Besonders bei automatischen Messungen ist das ein Problem. »Ohne ausreichenden Kontrast kann ein optisches Messsystem nicht unterscheiden, ob eine bestimmte Struktur eine Verunreinigung ist oder noch zum Substrat gehört«, erklärt Ralf Grimme, Spezialist für Reinigungsverfahren in hochreinen Produktionen am Fraunhofer IPA. Auf dem Markt ist darum derzeit auch kein Gerät erhältlich, das auf einer beliebigen technischen Oberfläche in einem direkten Verfahren Partikel automatisiert, zuverlässig und schnell detektiert. Das soll sich jedoch bald ändern.

Die bislang eingesetzten Alternativen sind entweder nicht sehr genau oder sehr zeitaufwendig. So werden bei indirekten Verfahren zunächst die Verunreinigungen von der Oberfläche abgelöst und erst anschließend erfasst – allerdings mit einer Fehlerquote von bis zu 80 Prozent. Eine verlässliche Aussage über die Partikelbelegung einer Oberfläche ermöglichte bisher nur das zeitintensive Auszählen unter einem Mikroskop – vorausgesetzt, dass die Proben nicht zu groß waren. Grimme und seine Kollegen haben ein automatisiertes Messverfahren entwickelt, das hier eine Lösung bietet. Dafür machten sie sich die Streiflichtechnik zunutze. Sie erzeugt bei den unterschiedlichsten Materialien und Oberflächen den für eine messtechnische Erfassung nötigen Kontrast.

Um dieses Detektionsverfahren einem möglichst breiten Kreis von Anwendern zugänglich zu machen und damit es nicht nur auf das Labor beschränkt bleibt, haben sie außerdem ein portables Messgerät entwickelt. Der »Surface Contamination Counter (SCC)« ermöglicht direkte Partikelmessungen ohne Probenahmeverluste. Je nach Oberfläche weist er Partikel ab einem Mikrometer nach, auch auf Objekten wie Prozessgeräten, Gehäusen oder Reinraummobiliar, die sich wegen ihrer Größe bisher nur schwer vermessen ließen. Anwendungsmöglichkeiten für den SCC sieht Grimme überall, wo es um Fertigungsprozesse geht, bei denen die Reinheit der Teile eine besonders wichtige Rolle spielt, »beispielsweise zum Optimieren von Reinigungsverfahren in der Optik, Feinwerk- oder Mikrotechnik oder auch in der Lackiertechnik bei der Suche nach Lackeinschlüssen«.

Der »Surface Contamination Counter« besteht aus zwei Teilen. Einer Bedienkonsole mit einem leistungsstarken Akku für den netzunabhängigen Betrieb, die die Steuerungs- und Auswerteaufgaben übernimmt, und einem handlichen Messkopf, den der Bediener in jeder beliebigen Lage und Orientierung auf die zu untersuchende Oberfläche aufsetzen kann. Reicht der Standardmesskopf nicht aus, entwickeln die Stuttgarter Wissenschaftler im Auftrag auch einen anderen, der speziell auf die besondere Messaufgabe zugeschnitten ist. Großen Wert haben sie auf eine möglichst einfache Bedienbarkeit des Messgeräts gelegt. Eine spezielle Ausbildung ist nicht nötig. Alle erfassten Messdaten und Oberflächenbilder sind direkt am Messgerät abrufbar, lassen sich aber auch einfach auf einen PC übertragen und dort archivieren und weiterverarbeiten.

Neben weiteren Exponaten zum Thema Oberflächen-Messtechnik wird der »SCC« vom 28. bis 30. Juni 2000 auf der Cleanrooms Europe in Frankfurt vorgestellt: Halle 6, Stand B 31

Er ist ebenfalls auf dem VDI/VDE-Gemeinschaftsstand »Elektronik und Mikrosystemtechnik – von der Idee zum Produkt«, vom 27. bis 29. Juni 2000 auf der SMT in Nürnberg zu sehen. Ein weiteres Highlight dort ist die lokale Reinigung mikroelektronischer und mikrotechnischer Bauteile. Die Laser- und die CO2-Reinigung bieten dem Anwender neue Möglichkeiten zur schonenden Reinigung von Bauelementen. Sie sind auf die kontaminierte Fläche begrenzt und beeinträchtigen keine benachbarten Strukturen oder Bauelemente. Darüber hinaus zeigt das Fraunhofer IPA neueste Entwicklungen zur Magazinierung mikrotechnischer Bauteile, Lösungen für den Material- und Informationsfluss beim Einsatz der COB-Technologie in mittelständischen Unternehmen sowie Werkzeuge zur Fertigungsplanung und Steuerungsstrategien, die Rüstzeiten optimieren, Durchlaufzeiten reduzieren und die Produktivität in der Multiprodukt-Elektronikfertigung steigern.

Nürnberg: SMT/ES&S/Hybrid, VDI/VDE-IT-Stand, Halle 3

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Cleanrooms Europe: Dipl.-Ing. Ralf Grimme
Telefon: 0711/970-1180, Telefax: 0711/970-1007, E-Mail: rlg@ipa.fhg.de

SMT/ES&S/Hybrid: Dipl.-Ing. Gerd Bauer
Arbeitsgemeinschaft »Industrieplattform Modulare Mikrosysteme«
Telefon: 0711/970-1105, Telefax: 0711/970-1007, E-Mail: gdb@ipa.fhg.de