CN104511446A - 用于清洁洗涤物、尤其是半导体模块的方法和清洁设备 - Google Patents

Abstract

用于清洁洗涤物、尤其是半导体模块的方法和清洁设备。本发明涉及一种用于将污染物从待清洁的洗涤物去除的清洁设备。该清洁设备包括带有第一收集槽的洗涤物清洁区，带有第二收集槽的气溶胶结合区，带有第三收集槽的冲刷区，以及运送装置。运送装置被构造为将洗涤物从洗涤物清洁区运输到气溶胶结合区中并且之后运输到冲刷区中。洗涤物清洁区被构造为利用清洁流体冲刷洗涤物并将使用过的清洁流体收集在第一收集槽中。气溶胶结合区被构造为将第一冲刷流体引入到气溶胶结合区中并且由此结合处于气溶胶结合区的气氛中的气溶胶并且将带有结合于其中的气溶胶的第一冲刷流体作为废弃流体收集在第二收集槽中并且通过第二收集槽的排放装置清除。

Description

用于清洁洗涤物、尤其是半导体模块的方法和清洁设备

技术领域

本发明涉及清洁设备，借助该清洁设备可以使洗涤物摆脱污染物。洗涤物例如可以是半导体模块，它们应该被清洁掉由于先前的焊接过程而粘附在半导体模块上的熔剂。

背景技术

清洁设备当前重点越来越多地在于新开发的生物可降解的、基于水的清洁剂，这尤其是归因于对持续性和环境耐受性的提高的要求，以及归因于相应的法律规定例如在德意志联邦共和国的联邦排放保护法（BImSchG）。

在清洁设备中，在使用生物可降解的清洁剂的情况下，可注意到与不能生物降解的清洁剂相比在设备中更多地形成了生物量，其例如表现在于：阀、过滤器和管线等等被堵塞并且由此影响设备的重要功能。

为了解决该问题，迄今为止的措施在于：清洁设备预防性地周期性地以高频被清洁，或者在已经出现功能干扰之后才被清洁。在此，分别执行设备的完全清洁以及规律的（直至每天的）过滤器更换。由于大多复杂的结构，这种设备的许多部件也仅能困难地被达到，使得经常需要部分拆卸。结果，这导致显著的停机时间，这不仅是不利的，尤其是在应当准持续运行地使用清洁设备时尤其是不利的。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供用于清洁洗涤物的方法和清洁设备，其能够实现洗涤物的清洁，其中该清洁设备和该方法被构造为使得为维护清洁设备所需的停机时间明显短于传统设备的情况。

该任务通过按照权利要求1的清洁设备或通过按照权利要求9的用于清洁洗涤物的方法来解决。本发明的扩展方案和改进方案是从属权利要的主题。

本发明的一个方面涉及用于将污染物从待清洁的洗涤物去除的清洁设备。该清洁设备包括带有第一收集槽的洗涤物清洁区、带有不同于第一收集槽的第二收集槽的气溶胶结合区（Aerosolbindungszone）、带有与第一收集槽和与第二收集槽不同的第三收集槽的冲刷区、以及运送装置。该运送装置被构造用于，将洗涤物从洗涤物清洁区运输到气溶胶结合区并且之后运输到冲刷区中。洗涤物清洁区在此被构造用于利用清洁流体冲刷洗涤物并且将使用过的清洁流体收集在第一收集槽中。气溶胶结合区被构造用于，将第一冲刷流体引入到气溶胶结合区中并且由此将处于气溶胶结合区的气氛中的净化剂的气溶胶在第一冲刷流体中结合并且将带有结合于其中的气溶胶的第一冲刷流体作为废弃流体收集到第二收集槽中并且将该废弃流体通过第二清洁槽的排放装置清除。冲刷区被构造用于使待清洁的洗涤物至少部分地摆脱粘附在洗涤物上的、剩余的污染物和清洁流体残留，其方式是，利用第二冲刷流体冲刷处于冲刷区中的洗涤物并且将使用过的第二冲刷流体收集在第三收集槽中。

本发明的另一方面涉及用于清洁洗涤物的方法。该方法包括提供清洁设备，所述清洁设备如先前描述的那样，提供待清洁污染物的洗涤物，提供包含净化剂的清洁流体，提供第一冲刷流体，提供第二冲刷流体和提供第三冲刷流体。洗涤物被引入到洗涤物清洁区中并且在其中接着用清洁流体冲刷。其后，将洗涤物从洗涤物清洁区运输到气溶胶结合区。从洗涤物清洁区蔓延到气溶胶结合区的气氛中的净化剂气溶胶通过被引入到气溶胶结合区的气氛中的第一冲刷流体被结合。包括被结合于其中的气溶胶的第一冲刷流体作为废弃流体通过排放装置被导出。此外，洗涤物从气溶胶结合区被运输到冲刷区中。在那里，使洗涤物完全或至少部分地摆脱剩余在其上的清洁流体残留，其方式是用第二冲刷流体冲刷洗涤物。

附图说明

本发明的基本原则在下面借助实施例参照附图被阐述。附图用于阐述基本原理，使得仅仅示出为理解基本原理所需的这样的方面。附图不是合乎比例的。在附图中相同参考标记代表相同特征。

图1A在侧视图中示出了清洁设备的例子的示意性图示。

图1B在侧视图中示出清洁设备的气溶胶结合区的纵向截面。

图1C示出了按照图1B的气溶胶结合区的横截面。

图2示出了如其已经参照图1A所阐述的清洁设备的构型，在其中冲刷区包括两个部分区段。

图3示出了清洁设备的构型，其具有两部分的冲刷区。

具体实施方式

在下面的详细描述中参照了附图，在附图中借助专门的实施例阐述了本发明的原理。在不同实施例中描述的特征可以相互组合，如果没有另外说明的话。

图1A示出了清洁设备1的侧视图。该清洁设备1具有带有第一收集槽15的洗涤物清洁10区、带有不同于第一收集槽15的第二收集槽25的气溶胶结合区20、以及带有与第一收集槽15和与第二收集槽25不同的第三收集槽35的冲刷区30。此外清洁设备1还包括运送装置5，该运送装置5被构造用于将洗涤物4沿着运送段x从洗涤物清洁区10运输到气溶胶结合区20中并且之后运输到冲刷区30中。运送段x可以如所示地是直线段，其也可以被构造为任意的直线和/或弯曲路径。

洗涤物4例如可以是半导体模块，其具有半导体芯片41，以及安装在半导体芯片41上的电路载体42。电路载体42例如可以是金属板，或者带有介电陶瓷层的陶瓷衬底，该陶瓷层在至少一侧上设置有平面的金属化层。

从洗涤物4去除的污染物例如可能是通过熔剂43带来的，该熔剂在先前的焊接过程中被用于制造半导体模块，例如用于将半导体芯片41与电路载体42焊接在一起。

与洗涤物4的类型无关地，运送装置5将洗涤物4沿着运送段x运输。在此，洗涤物4穿过洗涤物清洁区10。在该洗涤物清洁区10中，存在第一喷嘴11，其可以沿着和/或横向于运送段x安置。第一喷嘴11的任务是，将清洁剂12、也即经由管线18输送给第一喷嘴11的清洁流体施加到处于洗涤物清洁区10中的洗涤物4上，以便从洗涤物4去除其污染物43。在按照1A的实施例中，第一喷嘴11成组地安置在洗涤物4的运送方向x上方或下方上。但是，可以选择第一喷嘴11在洗涤物清洁区10中的每个任意的空间分布。

第一喷嘴11经由管线18与第一收集槽15连接。第一收集槽15处于运送段x之下并且用于收集被污染物43污染的清洁流体12。从洗涤物4流出的、被污染物43污染的清洁流体12被收集在第一收集槽15中。从那里，清洁液体可以借助第一泵13通过管线18被泵入到第一喷嘴11中并且通过该第一喷嘴重新被冲刷到洗涤物清洁区10中。可选地，第一泵13还可以在前面连接有第一过滤器14，通过第一过滤器14过滤被污染的清洁流体12并且由此清理掉大部分的污物43。由此，可以再利用在清理设备1内的清洁流体12的主要部分。第一收集槽15由此也可以用作清洁流体12的储存箱。例如第一收集槽15可选地具有至少200升的体积。

清洁流体12可以完全地或至少部分地被生物降解。这种可被生物降解的清洁剂的无毒特性可以在清洁设备中促进细菌和/或真菌的强烈生长，因为在清洁剂中包含的净化剂用作为微生物的营养源。这些微生物例如通过人的呼吸到达工艺环境中。用于微生物生长的附加微生物源通过水在冲刷工艺中被给出，该冲刷工艺一般不会是完全无菌的。清洁剂不同程度地有助于微生物生长。尤其是，水相的清洁剂可以连同处于其中的固态物提高微生物生长。在洗涤物清洁区10中，在清洁流体12中的净化剂的高浓度阻止了微生物和真菌的扩散。

在按照现有技术的传统清洁设备中，洗涤物4在经过洗涤物清洁区10之后经过冲刷区并且在其中被含水的冲刷流体冲刷，结果是：通过冲刷流体减少了在清洁流体12中包含的净化剂的浓度并且由此有助于微生物生长。这又意味着冲刷区的污染，使得过滤器非常快速的被阻塞并且必须费事地被清洁，其中为了再利用而在清洁设备内用所述过滤器来过滤在冲刷区中积累的废弃流体（也即与原始清洁流体12、冲刷流体和待去除的污物的混合，例如作为废水）。所述生长在0℃之上已经开始，并且微生物的生长速度在此随冲刷水温度的上升呈指数上升，使得在常见的运行温度情况下出现明显的微生物负荷。

利用本发明认识到了，在传统设备中从洗涤物清洁区10运输至接下来的冲刷区30中的清洁流体12量以及由此净化剂的一部分经由如下气氛来进行，所述气氛从洗涤物清洁区10到达冲刷区30中，并且不仅仅通过清洁流体12粘附在洗涤物4上并且连同其一起从洗涤物清洁区10被运输到接下来的冲刷区中。

本发明因此规定，洗涤物4在经过洗涤物清洁区10之后并且在其被引入到冲刷区30中之前，还经过气溶胶结合区20。气溶胶结合区20用于：结合在气溶胶结合区20的气氛中所包含的净化剂并且经由第二收集槽25的排放装置来清除所述净化剂，以便防止随着净化剂剧烈积聚的气氛到达冲刷区30中。

洗涤物清洁区10和气溶胶结合区20相继地布置为，使得处于洗涤物清洁区10中的气氛的一部分到达气溶胶结合区20中。在此，两个区10和20也可以通过处于这些区10和20之间的（一个或多个）闸来分离，从而可以必要时仅仅在打开（一个或多个）闸时发生气氛交换。但是也可以取消这种闸，也即区10、20和30可以沿着运送段x彼此相继地布置，而没有分别布置在其间的分隔壁。洗涤物4从洗涤物清洁区10至气溶胶结合区20的运输例如可以连续地进行（例如借助被构造为运送带或带有多个运送带的运送带链的运送装置5），但是也可以在所谓的“批处理（Batch）”方法中进行，在所述批处理方法中洗涤物4的运输分别以带有多个要清洁的洗涤物单元（例如多个半导体模块）的离散组来进行，这例如可以借助运送装置5来实现，所述运送装置具有拾取臂或被构造为拾取臂。

在气溶胶结合区20中，第一冲刷流体22借助一个或多个第二喷嘴21来分布，其中第一冲刷流体22经由管线28被输送给所述第二喷嘴。由此，处于气溶胶结合区20气氛中的清洁流体12的部分（后面也被成为“清洁剂气溶胶”23）连同清洁流体作为废弃流体26在气溶胶结合区20的收集槽25中被收集并且经由气溶胶结合区20的排放装置24被清除，其中所述清洁流体12的部分通过清洁区10的气氛交换被置于气溶胶结合区20中、以化学和/或物理方式通过第一冲刷流体22被结合。在此，在收集槽24中收集的全部废弃流体26（除了不可避免的蒸发或者少量的不可避免的残留量，它们不从收集槽24流出）通过排放装置24被清除，更确切地说，废弃流体26不在清洁设备中被再利用。经由（一个或多个）第二喷嘴21被引入气溶胶结合区20中的第一冲刷流体22在此可以被构造为冲刷幕或洗涤幕或扁喷幕（Flachstrahlvorhang），其一方面结合处于气溶胶结合区20的气氛中的清洁气溶胶23并且从气溶胶结合区20中运输出所述清洁气溶胶23，并且另一方面形成明显减少在气溶胶结合区20和冲刷区30之间气氛交换的障碍。“冲刷幕”被理解为通过如下方式形成的幕：通过多个第二喷嘴21利用过压来挤压第一冲刷流体22。相应地，将“洗涤幕”理解为通过如下方式形成的幕：第一冲刷流体22在没有过压的情况下通过多个第二喷嘴21进入到气溶胶结合区。最后，“扁喷幕”被理解为基本上被构造为闭合的流体膜的幕，所述流体膜从被构造为扁平喷嘴的第二喷嘴21中输出。

原则上，在按照本发明的清洁设备中不需要第二收集槽25的排放装置24包括过滤器，其中如下装置被当作过滤器，所述装置被构造为使得其保持住所有的固体，在该装置的体积中可以安置直径为1英寸（2.54cm）的球。废弃流体26必须可以自由无阻力地流出，或使得当应当已经在排放区的区域中形成了例如一次更大的生物量胶合物时，所述废气流体26也还流出。如在本发明的全部扩展方案中那样，清洁设备1可选地可以被构建为使得经由排放装置24清除的废弃流体26在清洁设备1内不再被利用。全部在第二收集槽25中收集的废弃流体26例如经由排放装置24直接被导入到管道***中，或者经由排放装置24被导入到收集容器中，所述收集容器在稍后被更换。这样，可以取消废弃流体26借助跟随在排放装置24之后的细网或细孔过滤器的处理。作为第一冲刷流体22适用的例如有水，然而第一冲刷流体22不限于水。

如此外由图1A可以得知的那样，清洁设备1可以可选地具有抽吸装置27，该抽吸装置被构造用于对处于气溶胶结合区20中的气氛连续或不连续地抽吸，使得（被清洁气溶胶23污染的）气氛不会或者仅仅不明显地进入到与设备邻接的区中，例如进入到在其中人员工作的纯净空间中。通过抽吸，应该不会达到类似真空的状态，而是应当提供扣减（Abzug），以便被清洁气溶胶23污染的气溶胶结合区20的气氛不会进入到该设备的另外的区域、例如在运送方向x上跟随在气溶胶结合区20之后的冲刷区30中。

冲刷区30具有第三喷嘴31，第二冲刷流体32经由管线38被输送给该第三喷嘴。借助该第三喷嘴31，利用第二冲刷流体32冲刷洗涤物4，以便将洗涤物4的污染物（例如清洁流体12或熔剂的剩余物）从先前的工艺步骤中去除。根据按照图1A的实施例，第三喷嘴31可以可选地成组地安置在洗涤物4的运送方向x的上方和/或下方。但是原则上，第三喷嘴31可以任意地布置。

可选地，第三喷嘴31可以经由管线38与第三收集槽35连接。第三收集槽35处于运送装置5下方并且用作用于收集第二冲刷流体32的收集容器。从洗涤物4流出的第二冲刷流体32在此被收集在第三收集槽35中并且借助第二泵33从第三收集槽35被泵入到管线38中并且然后又被利用来清洁洗涤物4。在此，在第二泵33前面可选地连接有第二过滤器34。

在所示的实施例中，冲刷区30由一个区段组成，然而冲刷区30的其他细分也是可能的，这稍后借助图2示例性地被阐述。例如可以使用水作为第二冲刷流体32，但是第二冲刷流体32不限于水。

分布在气溶胶结合区20中的第一冲刷流体22的任务在于：结合从清洁区10出来的净化剂气溶胶23并且由此防止气溶胶23进入到冲刷区30中。如果清洁流体12至少部分地包含可生物降解的净化剂，则该可生物降解的净化剂的少量已经可以有助于在冲刷区30中强烈的微生物生长和真菌形成，因为冲刷区30的区域如已经提及的那样基于必要时小的净化剂浓度由于微生物攻击以及由此导致的生物量增长而特别受到威胁。通过气溶胶结合区20可以可靠地避免在冲刷区30中生物量的这种增长。由此可以减少清洁设备1的——例如为了清洁第二过滤器34——所需的维护频率。

气溶胶结合区20的可能扩展方案的例子在图1B中以侧截面视图示出。借助该图示应该表明如下可能性，即可以通过使用一个或多个可摆动的第二喷嘴21调整由（一个或多个）第二喷嘴21所输出的第一冲刷流体22在气溶胶结合区20的大体积区域上的空间分布。参考标记相应于图1A中的参考标记。借助运送装置5沿着运送段x将洗涤物4运送通过气溶胶结合区20。第一冲刷流体22的分布在此如上面已经进一步阐述的那样经由至（一个或多个）第二喷嘴21的管线28来实现，所述第二喷嘴可以相对于气溶胶结合区20可摆动摆动角α地被调整，使得冲刷装置可以相对于气溶胶结合区20被改变。由此气溶胶结合区20的清洁作用被优化。

 图1C示出了按照图1B的装置横向于运送段x的截面视图。在图1B和1C的实施例中，可以将（一个或多个）第二喷嘴21可围绕垂直于运送方向x延伸的轴线a摆动地调整。尽管如此，（一个或多个）第二喷嘴21也可以通过任意方式摆动或者不可摆动。

根据本发明的在图2中所示出的可选扩展方案，冲刷区30可以具有两个冲刷区区段30’，30’’。为了简化，在该实施例中更狭长地并且仅仅示意性地示出了清洁区10和气溶胶结合区20。然而清洁区10和气溶胶结合区20可以与前面参照图1A至1C已经阐述地一样地被构建。冲刷区30具有冲刷区区段30’和30’’，其中的每一个如参照图1A所阐述的冲刷区那样具有收集槽35’或35’’、过滤器34’或34’’、泵33’或33’’、管线38’或38’’、以及喷嘴31’或31’’。可以经由管线38’向喷嘴31’输送第二冲刷流体32’。相应地，可以经由管线38’’将第三冲刷流体32’’输送给喷嘴32’’。在该实施例中的第一冲刷区区段30’在此相应于按照图1A的实施例中的冲刷区30。作为第一冲刷区区段的第二冲刷流体32’可以使用已经参考图1A所阐述的冲刷流体32。在第二冲刷区区段30’’中可以使用纯净水（也即VE水，其具有电导＜10μS并且颗粒过滤至＜25μm）作为第三冲刷流体32’’，以便改善在清洁过程的末尾的清洁效果。但是不一定使用纯净水作为第三冲刷流体32’’。在图2中，泵33’、过滤器34’和管线38’处于冲刷区区段30’内。但是这些部件也可以处于清洁设备1的其他任意部位。相应的情况也适用于泵33’’、过滤器34’’和管线38’’关于第二冲刷区区段30’’的布置。

图3示出了本发明的实施例，在其中将经由管线28和（一个或多个）第二喷嘴21输送给气溶胶结合区20的第一冲刷流体22通过在收集槽35’’中收集并且可能被污染的第三冲刷流体32’’给出。为此，管线28与收集槽35’’连接。这种实施方式的优点在于，使用过的流体的一部分可以被用来对气溶胶结合区20的气氛进行清洁并且由此节省流体，因为不必附加地提供第一冲刷流体22。

可选地，可以设置另外的过滤器34’’’和/或另外的泵33’’’，以便将在收集槽35’’中收集并且可能被污染的第三冲刷流体32’’输送给管线28并且后续输送给（一个或多个）第二喷嘴21。

Claims (15)

1.用于将污染物从待清洁的洗涤物（4）去除的清洁设备（1），其中该清洁设备（1）包括以下各项:

带有第一收集槽（15）的洗涤物清洁区（10），

带有不同于第一收集槽（15）的第二收集槽（25）的气溶胶结合区（20），所述第二收集槽（25）具有排放装置（24），

带有与第一收集槽（15）和与第二收集槽（25）不同的第三收集槽（35）的冲刷区（30），

运送装置（5），该运送装置被构造用于，将洗涤物（4）从洗涤物清洁区（10）运输到气溶胶结合区（20）中并且之后运输到冲刷区（30）中，

其中洗涤物清洁区（10）被构造用于利用清洁流体（12）冲刷洗涤物（4）并且将使用过的清洁流体（12）收集在第一收集槽（15）中，

气溶胶结合区（20）被构造用于，将第一冲刷流体（22）引入到气溶胶结合区（20）中并且由此结合处于气溶胶结合区（20）的气氛中的气溶胶并且将带有结合于其中的气溶胶的第一冲刷流体（22）作为废弃流体（26）收集在第二收集槽（25）中并且将该废弃流体（26）通过排放装置（24）清除；

冲刷区（30）被构造用于使待清洁的洗涤物（4）至少部分地摆脱粘附在洗涤物（4）处的剩余的污染物和清洁流体（12）残留，其方式是，利用第二冲刷流体（32）冲刷处于冲刷区（30）中的洗涤物（4）并且将使用过的第二冲刷流体（32）收集在第三收集槽（35）中。

2.根据权利要求1所述的清洁设备，其被构造为将在第一收集槽（15）中收集的并且后续通过第一过滤器（14）过滤的清洁流体（12）重新用作为清洁流体（12）。

3.根据前述权利要求之一所述的清洁设备，其被构造为借助第一喷嘴（11）将在洗涤物清洁区（10）中的清洁流体（12）施加到洗涤物（4）上。

4.根据前述权利要求之一所述的清洁设备，其具有用于将第一冲刷流体（22）引入到气溶胶结合区（20）中的一个或多个第二喷嘴（21）。

5.根据前述权利要求之一所述的清洁设备，其被构造为将在第三收集槽（35）中收集的并且后续通过第二过滤器（34）过滤的第二清洁流体（32）重新用作为第二冲刷流体（32）。

6.根据前述权利要求之一所述的清洁设备，其被构造为不在清洁设备（1）内再利用所有在第二收集槽（25）中收集的废弃流体（26），而是通过排放装置（24）完全将其清除。

7.根据前述权利要求之一所述的清洁设备，其被构造为借助第三喷嘴（31）将第二冲刷流体（32）施加到洗涤物（4）上。

8.根据前述权利要求之一所述的清洁设备，其具有抽吸装置（27）以用于抽吸处于气溶胶结合区（20）中的气氛组成部分。

9.用于清洁洗涤物（4）的方法，该方法包括下面的步骤：

提供根据前述权利要求之一所构建的清洁设备；

提供待清洁污染物的洗涤物（4）；

提供具有净化剂的清洁流体（12）；

提供第一冲刷流体（22）；

提供第二冲刷流体（32）；

将洗涤物（4）引入到洗涤物清洁区（10）中并且后续用清洁流体（12）冲刷处于洗涤物清洁区（10）中的洗涤物（4）并且后续将洗涤物（4）从洗涤物清洁区（10）运输到气溶胶结合区（20）中；

结合净化剂的气溶胶（23），所述气溶胶从洗涤物清洁区（10）蔓延到气溶胶结合区（20）的气氛中，通过将第一冲刷流体（22）引入到气溶胶结合区（20）的气氛中并且后续将包括被结合于其中的气溶胶的第一冲刷流体（22）作为废弃流体（26）收集在第二收集槽（25）中；

通过排放装置（24）清除所收集的废弃流体（26）；以及

将洗涤物（4）从气溶胶结合区（20）运输到冲刷区（30）中，在所述冲刷区中使洗涤物（4）完全或至少部分地摆脱剩余在其上的清洁流体（12）残留，其方式是用第二冲刷流体（32）冲刷处于冲刷区（30）中的洗涤物（4）。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在第二收集槽（25）中收集的废弃流体（26）在清洁设备（1）内不被再利用，而是完全通过排放装置（24）被清除。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中冲刷区（30）具有第一冲刷区区段（30’）和第二冲刷区区段（30’’），其中洗涤物（4）在第一冲刷区区段（30’）中用第二冲刷流体（32）被冲刷并且在第二冲刷区区段（30’’）中用第三冲刷流体（32’’）被冲刷。

12.根据权利要求11所述的方法，其中收集第三冲刷流体（32’’）并且将其作为第一冲刷流体（22）在气溶胶结合区（20）中进行再利用。

13.根据权利要求9至12之一所述的方法，其中净化剂能完全或至少部分地被生物降解。

14.根据权利要求9至13之一所述的方法，其中

待清洁的洗涤物（4）是电子组件，所述电子组件分别具有介电的陶瓷电路载体（42）和安装在其上的半导体芯片（41），并且

污染物通过熔剂（43）给出。

15.根据权利要求9至14之一所述的方法，其中被引入到气溶胶结合区（20）的气氛中的第一冲刷流体（22）构成冲刷幕或洗涤幕或扁喷幕。