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微粒子可視化システムによる清浄環境評価

あらゆる分野で異物の付着による製品品質の低下が問題となっています。品質や安全性に影響を及ぼす生産工程の異物問題について、可視化製品による見える化のニーズは年々高まってきています。パーティクルカウンターのようなセンサー系の可視化機器では、傾向は掴めても発塵プロセスなど現象の特定と対策を講じるまでは至りません。微粒子可視化システムParticleViewerは最先端の画像処理技術を用いた可視化製品であり、ものづくりの現場で現状確認と原因特定から、改善後の評価までを最短時間で行うことができる強力なツールとしてご活用頂けます。下記にその可視化事例をご紹介させて頂きます。

人の挙動による発塵評価

無塵衣を着用していてもごみが発生しないとは言えません。 発塵をできるだけ抑えた最適な工程管理を可視化することによって可能になります。 また口頭の説明だけではコンタミを意識した行動が厳守されにくいですが、 可視化した画像は圧倒的な説得力を持っており作業管理に最適です。
海外の生産現場では言葉の壁がありますので、特に有効なツールとなります。無塵衣の選定や管理、作業者の動きの評価などを行うことができます。

通常のクリーンルームに局所的に清浄度を高めたい時に最適なクリーンベンチですが、中で作業を行うとせっかく高めた洗浄度がうまく活かされないことが往々にしてあります。画像では微粒子が発生しやすいアクションをしておりますが、実際の作業内容でも検証が可能です。集塵状況などの確認も行うことができます。

微粒子挙動について

可視化しただけではパーティクルは小さな輝度情報しか持っておりませんので、見逃してしまうこともあります。輝度情報を蓄積させることで微粒子像を把握し、発塵箇所や行き先・性質などを見極めることができます。そこから適切な除去対策を検討することが可能です。

パーティクルの可視化

一般的な生活空間には多種多様なダスト(埃・塵)が舞っています。このような目視では確認できないダストも可視化用レーザーシート光源を照射することにより、簡単に可視化することができます。この画像では通常室内内に可視化用レーザーシート光源を照射しています。可視化用レーザーシート光源により室内のダストが可視化されています。また、画像処理を行うことにより、可視化できたダスト数算出や、ダストの軌跡を抽出することができます。下に可視化用レーザーシート光源を使用し可視化した画像よりカウントした結果画像を載せておりますので併せてご確認下さい。
可視化用レーザーシート光源を使用し浮遊ダストを算出した結果画像を載せております。可視化用レーザーシート光源による可視化では目視で簡単に確認できる反面、検証結果を定量的なデータとして表すことが困難とされています。しかし画像処理を使うことにより、数値データの取得が可能になります。空間内で捉えられたダストに対し、ラベリング処理を行い数値化しております。

歩行時の堆積粉塵の可視化

クリーンルームでは人の挙動=コンタミ源となります。 多数の歩行者が通る通路と清浄度が要求される装置が近い場合、清浄度を維持することは困難です。 さらに壁際に歩行路が設定されている際は、吹き抜けの構造でない限りダウンフローが床面で巻き上がりますので、 発塵と再飛散が重なるエリアとなり、設備全体に悪影響を及ぼしかねません。
微粒子可視化システムでは、微粒子挙動の各プロセスを把握することができますので、 改善策をどのようにするべきか、具体的なアクションの決定まで最短距離を進めます。 改善前と改善後で比較データの作成も容易ですので、作用場のルール作りにも効果的です。

ガラス基板上の堆積粉塵の可視化

目視では視認できない堆積粉塵も容易に可視化することができます。ガラス基板やフィルム表面だけでなく、床面や作業台、壁面への付着など、空間中に浮遊している微粒子以外に静止状態のパーティクルの評価も可能です。またクリーニング作業が最適化されているかも一目で分かります。

クリーンルームモデル(FFU)

クリーンルームの清浄化対策としてクリーンルーム内での気流評価があります。 この画像ではFFU(ファンフィルタユニット)による気流の状態を可視化しております。 スモーク粒子を散布し、可視化用光源にて横方向からレーザーシートを照射しています。 本来はコンタミの元となりますので純水のミスト発生装置を使用しますが、 検証用ということで特別に煙発生装置を使用しました。
ダウンフローの影響範囲を評価できますので、微粒子の排出が効率よく行えているか、 滞留箇所が無いか、歩留まり改善のための検証が可能になります。

ミスト発生器による気流評価

前項のような煙発生装置での可視化はコンタミの元となるため、モデルブース以外での可視化では純水や精製水をミストで噴霧し気流の評価を行います。煙発生装置と比べると追随性や可視化範囲で劣るため、FFUユニット直下のダウンフロー評価や装置内への巻き込み確認など局所空間の評価で汚染を気にせず運用できます。装置内に外気がどのように巻き込まれるか実測が可能ですので、シミュレーションの結果と合致するか、実際の気流状態の傾向を掴むには最適な手法です。

クリーンルーム用トレーサー発生装置による可視化

上述の純水を用いたミスト発生器はクリーンルームで多く使用されておりますので、レーザーシート光源と解析ソフトを導入して頂けましたらPIV解析が可能になります。しかしながら噴霧されるミストは沈降傾向にありダウンフローでは用いることができますが、巻き込みや再飛散傾向の気流を正確に評価するには追随性が不足しがちです。また蒸発も早いためノズル近傍以外のエリアでは検証が困難です。そこでクリーンルームでの運用を前提としたPIV用トレーサーもオプションとして販売しております。限りなく残留性を抑えた成分を使用しておりクラス10での運用実績もあります。事前にMSDSで使用している成分も確認することができます。追随性が極めて高く可視化範囲も広いため、純水のミストでは評価ができない箇所も確実に気流環境も評価することができます。

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