ESA (Electrostatic Attraction) - Katsaus ongelmiin ja mahdollisuuksiin. Jaakko Paasi

Transkriptio

1 ESA (Electrostatic Attraction) - Katsaus ongelmiin ja mahdollisuuksiin Jaakko Paasi

2 Sisältö ESA ja puhdas tuotanto Elektroniikkateollisuus Muoviteollisuus Lääketeollisuus ESA ja jauheiden ym. pienten partikkeleiden käsittely ESA ja nanoteknologia ESA ja yritysten liiketoiminta 2

3 ESA ja puhdas elektroniikkatuotanto Puhdas tuotantoympäristö on pitkään ollut perusedellytys toimivalle mikroelektroniikan valmistukselle. Elektroniikan miniatyrisoituminen, lisääntynyt optiikan ja optoelektroniikkakomponenttien, sekä muoviosien käyttö elektroniikkatuotteissa tuo mukanaan korkeita puhtausvaatimuksia myös elektroniikkakokoonpanoon. liitospinnat ovat samassa kokoluokassa visuaalisten pölypartikkeleiden kanssa (toiminnalliset häiriöt) kasvaneet vaatimukset tuotteiden visuaaliselle laadulle (esim. näytöt) optisissa komponenteissa jopa alle 1 µm partikkelit voivat saada aikaan toiminnallisia häiriöitä v elektroniikkatuotteiden vaatimukset tuotannon puhtaudelle ovat merkittävästi korkeammat kuin tänään 3

4 ESA ja puhdas elektroniikkatuotanto Elektroniikan valmistuksessa perinteiset puhdastilaratkaisut eivät aina ole ratkaisu ongelmaan, koska kontaminaatiolähteet tulevat prosessista tai tuotteista itsestään kulutuselektroniikan tuotannon on oltava kustannustehokasta Staattinen sähkövaraus vetää puoleensa vastakkaismerkkisesti varautunutta pölypartikkelia Ongelmavaikutus : pintojen kontaminoituminen Hyötyvaikutus : sähköstaattinen suodatus ESA:n hallinta Staattisen sähkön (varausten) hallinta kriittisillä pinnoilla Materiaalien valinta Ilmavirtausten hallinta Hallintatoimenpiteiden tulee käsittää koko tuotteen arvoverkko 4

5 ESA ja puhdas tuotanto muoviteollisuudessa Useimmat polymeerit ovat sähköisesti eristeitä, jotka varautuvat voimakkaasti tuotannon ja käsittelyn aikana (helposti yli 20 kv). Varaus saattaa pysyä materiaalin / tuotteen pinnalla viikkoja. Materiaalin / tuotteen likaantuminen Muovituotteen jalostusasteen kasvaessa (esim. painettu elektroniikka) vaatimukset pintojen puhtaudelle kasvavat läpi tuotteen arvoverkon. Käsittelyongelmat ESA:n hallinta Staattisen sähkön (varausten) hallinta kriittisillä pinnoilla Arvoverkko soveltuvin osin mukana 5

6 ESA ja puhdas tuotanto lääketeollisuudessa Monet kuivat jauheet ja reagenssit ovat sähköisesti eristeitä, jotka varautuvat voimakkaasti tuotannon ja käsittelyn aikana. Jauheen kontaminoituminen Käsittelyongelmat Tuotevastuu ESA:n hallinta Jauheiden varautumisen minimointi / varauksen neutralointi Materiaalivalinnat tuotantoprosessissa Ilmavirtausten hallinta Materiaalivalinnat tuotteissa (esim. annostelijat) 6

7 ESA ja jauheen varautuminen Varautunut jauhe (esim. lääke) voi ESA-ilmiön vaikutuksesta tarrautua prosessiputkiin tarrautua annostelijaan (esim. lääkeinhalaattori) kulkea hylkimisvoimien vuoksi muulla kuin halutulla tavalla ESA-ilmiötä voidaan käyttää myös hyödyksi : sähköstaattiset suodattimet, pölynerottelijat sähköstaattinen pinnoitus 7

8 ESA ja nanoteknologia Kun fysikaaliset dimensiot pienenevät alle mikrometrin, erilaisten fysikaalisten voimien suhteelliset voimasuhteet muuttuvat voimakkaasti ja samalla havaittavissa oleva fysiikka muuttuu siitä, mitä se on makromaailmassa. Sähköstaattiset voimat korostuvat nanomaailmassa. Sähkostatiikan mikro- ja nanosovelluksia: MEMS-anturit (microelectromechanical systems) µ-tas (micro-total analysis systems), LOC (lab-on-a-chip) (paljon mahdollisuuksia) 8

9 ESA ja yritysten liiketoiminta Hyvä staattisen sähkön ja ESA-ilmiön hallinta on yrityksille enenevässä määrin kilpailuetu omien resurssien käytön optimointi asiakastyytyväisyys tuotevastuu jne. ESA:n liittyvä tai sen ympärille syntyvä liiketoiminta sovellukset, jotka hyödyntävät ilmiötä ESA:n tehokkaan hallinnan mahdollistavat tuotteet ja palvelut 9