製造現場のゴミ・ホコリ・異物対策に！ドライクリーナー・洗浄装置の選び方をまとめました。
| 回転ブラシ式 | ウェブクリーナー | 粘着ロール | 3Dクリーナー | 超音波クリーナー | プラズマクリーナー | CO2洗浄装置 |など。
いろいろな装置の中から適した除塵・洗浄装置を見つけるためのヒントを掲載したページです。
||ドライクリーナー・洗浄装置の種類
||ドライクリーナーには
インライン型・オフライン型がある
インライン型には接触式と非接触式がある
非接触式ドライクリーナーには2種類ある
クローズ型とは？
リモート型とは？
接触式ドライクリーナーには2種類ある
粘着ロール式
回転ブラシ式
オフライン型
手持ち式ドライクリーナー
ロボットのハンドになるクリーナー
独立型洗浄装置
||CO2洗浄装置
ドライアイス洗浄装置
CO2スノードライ洗浄装置
|| プラズマクリーナー
||ゴミ・異物対策としての非接触ハンドリング
||関連情報
製造現場で使用するドライクリーナーには、
◆3Dクリーナー
◆粘着ロール式
◆超音波式クリーナー
◆ウェブクリーナー
◆プラズマクリーナー
などがあります。
CO2洗浄装置には
◆ドライアイス洗浄装置
◆CO2スノー洗浄装置
があります。
これらを分類して整理します。
用途に適したクリーナーを選定する ヒント にご参照ください。
最後の章に
◆ゴミ・異物対策としての非接触ハンドリング技術
を記載します。
ドライクリーナーには
インライン型は、生産ラインで所定の位置に設置したクリーナーが、ラインを連続して流れている製品を自動でクリーニングするクリーナーです。
オフライン型は、バッチ式作業で使用するクリーナーです。立ち作業での清掃・防護フェンスの中でのロボットでの清掃・スタンドアロン（独立型）の洗浄装置などです。
＜非接触式ドライクリーナーとは？＞
基材に触れずに表面にくっついた異物を除去するクリーナーです。付着異物を表面から離れさせるために、エアーブローで衝撃を与えたり静電気を除去するために除電機能を持たせたり、周辺への異物の飛散を防ぐために吸引除去、あるいはエアーの流れをクローズサーキットで循環させながらクリーニングしたりします。基材をダメージレスでクリーニングするために、触らずにクリーニングする用途で用いられます。
＜接触式ドライクリーナーとは？＞
基材に物理的に触れて付着異物を除去するクリーナーです。回転ブラシを装着したドライクリーナー、粘着ロールを装着したウェブクリーナーが該当します。
非接触式のドライクリーナーは、＜クローズ型＞と＜リモート型＞の2種類に分類できます。
＜クローズ型＞
" クローズ " には、近接 という意味があります。基材に対してクリーナーが数㎜の近接した距離に位置して表面の異物を除去します。
クローズ型ドライクリーナーには、非接触式ウェブクリーナー・超音波式クリーナー・他 基材へエアーブローして集塵するプッシュプル集塵システムがあります。
ウェブクリーナーとは、フィルム・紙・電極・銅箔・アルミ箔のようなロールtoロールで生産するフレキシブルな長尺製品の異物集塵装置です。
クローズ型のクリーナーに共通していることは、” 近接除塵 ” （クローズ型）ということです。基材表面から数㎜の距離に位置して、表面がフラットなフィルム・紙・パネル・ガラス基板など、” 二次元 ” 平面を非接触で清掃するのが、クローズ型ドライクリーナーです。
クローズ型は、主に表面がフラットな基材を除塵対象物にしています。
◆表面が平らなガラス基板・パネル、
◆プリント基板材料の生板・グリーンシート
◆枚葉の樹脂シート
◆電池材料のカットした枚葉電極
◆ロールtoロール工程のウェブ（フィルム・紙・電極・ガラス繊維・生地）
このような基材を想定している場合、クローズ型のドライクリーナーの中から選定していくことができます。
フラットな基材に静電気で付着したゴミ・ホコリの除去が目的の場合、静電気除去機能を搭載したモデルを選びます。
クローズ型は、機種によって価格差が大きいので、装置価格も重要な確認事項です。将来の量産ラインへの水平展開を視野に、ドライクリーナーを検討する場合、高額なクリーナーを選択すると、テストラインには導入できても水平展開に支障がでる可能性があります。
非接触ウェブクリーナー スタティックエアを見る
写真１：
スタティックエアでスリッターの切粉・粉塵を非接触クリーニング
静電気除去＋エアーブロー＋集塵除去
写真２：
スタティックエアでシルクスクリーン印刷前に 紙・フィルムをクリーニング
静電気除去＋エアーブロー＋集塵除去
写真３：
スタティックエア２台でガラス基板両面を非接触クリーニング
静電気除去＋エアーブロー＋集塵除去
＜リモート型＞
リモートとは、” 遠接 ” という意味です。対象物に対して離れた距離に位置するということです。
ドライクリーナーにも、リモート型（遠接）除塵技術があります。
除塵対象物から、離れた距離に位置して、非接触で表面の付着異物を除去するクリーナーがリモート型です。
リモート型は、
◆樹脂成型品
◆実装プリント基板
◆トレー
◆治具
◆高低差があるパネルアッセンブリ
◆食品用カップ・容器・キャップ
のような、 ” 三次元 ” 立体物が除塵対象物です。フラットではない基材の異物対策を検討する場合、リモート型を見ていくことになります。
立体物に対してリモート除塵する技術は、クリーナーの性能と運用ノウハウによって可能になり、市場には数が少ないクリーナーです。
リモート型ドライクリーナーの例：3Dクリーナー タイフンクリーン
写真４：
3Dクリーナー タイフンクリーン
治具の付着異物対策
静電気除去＋パルスエアーブロー＋集塵除去
写真５：
3Dクリーナー タイフンクリーン
実装プリント基板の付着異物対策
静電気除去＋パルスエアーブロー＋集塵除去
写真６：
3Dクリーナー タイフンクリーン
トレーの付着異物対策
静電気除去＋パルスエアーブロー＋集塵除去
接触式ドライクリーナーは、粘着ロール式とブラシ式の2種類あります。
＜接触式ドライクリーナーとは？＞
接触式は、物理的に基材に触れて付着異物を除去するクリーナーです。粘着ロール式と回転ブラシ式ウェブクリーナーについて記載します。
粘着ロール：
円筒状のロールを有したゴミ取りロールです。ハンディタイプの粘着ロールであれば、基材へコロコロ押し当てて、異物をロールに転写させて除去することができます。ロールの材質は、ブチル系ゴムを添加させたロールやシリコーンゴム製ロールなどロールの材質がノウハウになっています。粘着ロールには、ロールtoロール工程で使用するインライン型の粘着ロールもあります。例えば、フィルム加工工程のロールtoロールでは、フィルムに静電気でくっついたゴミやホコリを除去するために、門型のフレームにセットされた粘着ロールをフィルムの上と下から挟み込みます。そして、インラインでフィルムの走行に合わせてロールが回転して、異物をロールへ転写させていくことで付着異物を除去する方式です。
粘着ロールと基材との接触圧も重要なパラメーターです。接触圧を強くすると基材の異物を粘着面へ転写しやすくなりますが、基材へダメージを与える可能性が出てきます。接触圧を弱めると異物除去能力の低下につながりますが、ダメージレスになります。また、接触圧の増加はテンションを上げる可能性があるので、テンション確認を行います。定期メンテナンスは粘着テープの交換です。交換頻度は用途によります。頻繁に交換するのでは作業性が悪いので、基材の清浄度をどれ位シビアに管理するかで粘着テープの交換頻度を検証します。
ブラシ式：
回転ブラシを基材へ接触させて物理的な力で付着異物を除去するクリーナーです。ブラシの毛先の力でやや固着した異物を除去することができます。ブラシが基材へ接触するので、基材へダメージレスでいかに異物除去能力を高めるかが重要です。柔らかいブラシは、ダメージレスのクリーニングに適しており、固いブラシは異物除去能力が高まる可能性がありますが、基材へダメージを与える可能性が高くなります。用途に合わせて最適化するためにブラシの選定は重要です。
回転ブラシに加え、静電気除去機能＋エアーブロー＋集塵除去機能を搭載したクリーナーは、異物除去能力が更に高くなります。
接触式ウェブクリーナー ロータークリーンの詳細をみる
写真７：
接触式ウェブクリーナー ロータークリーン
電極の金属異物・粉塵対策
写真８：
接触式ウェブクリーナー ロータークリーン
ガラス基板のガラス屑・ゴミ・ホコリ集塵除去
写真８：
接触式ウェブクリーナー ロータークリーン
フィルムに静電気で付着したゴミ・ホコリ集塵除去
オフライン型は、バッチ式作業で使用するクリーナーです。
◆立ち作業での清掃
◆防護壁の中でのロボットでの清掃
◆独立型洗浄装置
などです。
＜手持ち式ドライクリーナー＞
除塵作業に必要な機能を装備したもので、手持ち式のグリップを使い手作業で清掃できるクリーナーです。静電気で付着する小さなゴミ・ホコリ・異物を除去するために、イオナイザ・除電パルスエアーブロー・集塵・ブラシ、がハンディなグリップに装備されているクリーナーがあります。
エアーガンやパターガンによる清掃作業と異なり、ゴミやホコリを周辺に飛散させないため、吸引部から異物を排出して捕集する機構になっています。
イオナイザは、静電気を除去して異物を取れやすくする効果があります。静電気が原因で異物が付着している用途では、イオナイザを装備している手持ち式クリーナーを選びます。
エアーブローは、パルス化したほうが、付着異物にパルスエアーの微振動・衝撃を与えることができるので、異物除去に効果があります。
エアノズルから放射するパルスエアが、”低圧”に対応してるかが重要です。例えば、回転部によりパルスエアーブローする除塵用ノズルは、エア圧力により回転する方式なので、エア圧を高く調整する必要があります。しかし、エア圧を高くすると、ゴミ・ホコリを飛散する原因になります。パルスエアが低圧であれば、周辺へゴミ・ホコリを飛散させずに吸引しやすくなります。
イオナイザとパルスエアーブロー・集塵機能の両方を装備した手持ち式クリーナーは、異物除去能力が更に高くなります。
（例 コンパクト除塵ピストル エレファントの詳細をみる）
写真：１０
コンパクト除塵ピストル エレファント110型
樹脂成型品に静電気で付着したゴミ・ホコリを集塵除去
写真１１：
コンパクト除塵ピストル エレファント180型
作業台でトレーに乗せた樹脂成型品を清掃作業
＜ロボットのハンドになるクリーナー＞
ロボットに持たせて、" ハンド "にして基材を清掃することができるドライクリーナーがあります。2機種 例を挙げます。
エレファントFIX型
エレファントFIXには、ワンポイントイオナイザ＋圧縮パルスエアーブロー用ノズル＋リングブラシ＋集塵機能があります。
エレファントFIXヘッドの取付用アングルをロボットに持たせて " ハンド "にすることができます。
ハンドがあらかじめティーチングした経路に沿って、基材表面の付着異物を除去する使い方です。
ブラシを基材に接触させてクリーニング、または基材から少し離してクリーニングします。
主な対象基材は、樹脂成型品、トレー、レンズ、パネル、基板などです。
エレファントは、基材に静電気で付着した小さなゴミやホコリを、除電しながら微細なパルスエアーで叩いて衝撃を与え、吸引除去します。
ゴミやホコリは、別置きの集塵機で捕集します。
（コンパクト除塵ピストルエレファントの詳細をみる）
写真：１２
エレファントFIX型
アングルをロボットに取り付けて" ハンド " にして基材のクリーニングができる
リング状ブラシの中に、除電機能＋パルスエアー放射用ノズル＋集塵除去機能 が装備されている。
タイフンクリーンコンパクト
リングイオナイザと回転ジェットノズルを装備したモデルです。集塵除去機能はありません。
リングイオナイザは、基材の静電気を除去してゴミやホコリを除去しやすくします。
回転ジェットノズルは、高速パルスエアーブローして、付着異物に衝撃を与えて表面から除去します。
タイフンクリーンコンパクトをロボットの " ハンド " にして、基材のクリーニングに使用することができます。
タイフンクリーンコンパクトの詳細をみる
写真：１３
タイフンクリーンコンパクト
ロボットで自動運転
バンパーに静電気で付着したゴミ・ホコリをパルスエアーで除電ブロー
＜独立型洗浄装置＞
除塵に必要なイオナイザ・除電エアーブロー、除去した異物を回収するための集塵システム、基材の搬送系を装備した独立型のクリーニングステーションです。バッチ式作業で、基材を人手またはロボットで投入して、洗浄装置が自動運転で清掃します。2機種 例を挙げます。
トレー専用の独立型クリーナー トレーマスター
トレーをバッチ式でドライ清掃するための専用機がトレーマスターです。
トレーは、生産している製品を入れるための容器になったり、工程間を搬送するキャリアになる入れ物です。
トレーの静電気で、小さなゴミや異物がくっつくと、そこに製品を乗せたときに異物が転写してしまうことがあります。
製品が電子部品だった場合、ゴミが接点に付着すると接点不良の原因になります。
製品がレンズだった場合、微小な異物がくっつくと重大な製品不良の原因になります。
トレーの清掃は、製品の清掃と同じくらい重要です。
トレーマスターの詳細をみる
樹脂製品専用の独立型クリーナー クリーンマスター
樹脂製品・プラスチック製品を手作業でエアーガンで清掃するのと比べ、バッチ式の専用クリーナーは、全自動なので再現性が高いクリーニングができます。
つまり、どの製品も同じ清浄度で清掃することができます。
個別の樹脂製品の形状に合わせた治具の準備が必要です。
治具に樹脂製品をセットして、クリーナーに投入して、自動運転で清掃して取り出します。
クリーンマスターの詳細をみる
二酸化炭素の物理的な性質を利用して基材を洗浄するための洗浄技術があります。
◆ドライアイス洗浄機
◆CO2スノー洗浄装置
です。
二酸化炭素は、三重点（-56.6℃、0.518MPa）で個体（ドライアイス）になります。三重点より低い圧力では液体にはなりません。工場の作業現場は、大気圧（0.1013MPa）です。大気圧では、ドライアイスは個体から直接気体になる性質があり、これを昇華と言います。液体にはなりません。
ドライアイス洗浄装置は、生成したドライアイスをノズルから噴霧して基材を洗浄する装置です。ドライアイスが洗浄メディアなので、ユーティリティーにドライアイスを使います。工場で使用する場合、大気圧環境下なので、ドライアイスは昇華してどんどん気体になってしまうので、洗浄機を運転するタイミングに合わせてドライアイスを発注して洗浄機を運用します。
ノズルから放射した氷の粒が基材表面に当たると、表面の汚染物質は冷やされて脆くなります。そして、昇華で気化するエネルギーとブラストの衝撃で表面から汚染物を除去します。
主な使用用途は、工場の設備の洗浄や金型の洗浄です。ゴミやホコリの除去だけでなく、油や厚みのあるグリスを除去できるパワフルなドライアイス洗浄装置もあり、設備の洗浄に適しています。
ドライアイス洗浄装置のように、ユーティリティーにドライアイスを使用しません。CO2スノー洗浄装置は、液化炭酸ガス（液体CO2）をユーティリティーに使用します。ボンベを使用したり、工場の屋外に液化炭酸ガスのタンクを設営して、洗浄装置へ供給する方法もあります。
ボンベの中で液化炭酸ガスは、液体と気体が併存しています。液体をボンベから取り出すためには、ストローで吸い上げる必要があります。ストローの役割の " 管 " が付いたボンベをサイホン式と言います。サイホン式の液化炭酸ガスボンベは、ガス会社から購入することができます。
CO2スノー洗浄装置は、CO2を液体の状態で、洗浄装置へ液送して、ノズルから噴霧します。噴霧されたCO2スノーは、基材表面の汚染物へブラストの衝撃を与えます。そして、CO2スノーの温度で汚染物を急速冷却して、脆化させます。脆化してもろくなった汚染物を、CO2が気化するエネルギーで表面から除去します。
ドライアイス洗浄装置は、主に " 設備の洗浄 " に使用されるのに対して、CO2スノー洗浄装置は、" 製品 " の洗浄に最適化できるようメーカー各社が開発にしのぎを削っています。製品の洗浄に最適化するためには、洗浄能力・噴霧するブラストの安定性・間欠運転・ノズルのメンテナンス性・結露有無 などが重要な確認事項です。
CO2スノージェット洗浄装置の詳細をみる
写真：１４
CO2スノージェット洗浄装置
回路成型部品（MID）をドライ洗浄
電子部品のような精密部品をダメージレスで洗浄
写真：１５
CO2スノージェット洗浄装置
基板のフラックスをドライ洗浄
電子部品のような精密部品をダメージレスで洗浄
写真：１６
CO2スノージェット洗浄装置
医療用部品をドライ冷却洗浄
低温CO2スノーブラストは殺菌・滅菌効果がある
プラズマとは、
物質にエネルギーを与えつづけると、温度が上昇し、固体から液体、液体から気体になりますが、さらにエネルギーを供給し続けると、気体の分子が離脱して原子になり、原子核の周りを回っていた電子が離れ、プラスの電荷を持つイオンとマイナスの電荷を持つ電子に分かれます。このように、分子がイオンと電子に分かれている状態をプラズマといいます。
プラズマが、有機汚染物と反応性がある特性を、洗浄に適用したものがプラズマクリーナーです。プラズマで、基材表面の有機物・薄い油膜・薄い酸化被膜・フラックスを除去する効果があります。
プラズマを真空チャンバーの中で生成するバッチ式が市場にありますが、
㈱ケー・ブラッシュ商会は、フランス AcXys Technologie社製の大気圧プラズマクリーナーを取り扱っています。
真空チャンバーが不要なので、生産性が良にのが特徴です。ロボットに持たせてプラズマ処理する自動運転にも適しています。
窒素ガス 他、不活性ガスを注入してプラズマを生成できる放電電極により、基材に適したガスレシピで投入できます。個別用途に最適化できます。
AcXys社製 大気圧プラズマ処理機ULSの詳細をみる
プラズマクリーナー主な用途：
リードフレーム
液晶基板のクリーニング
コンタミ、フラックスの除去
ワイヤーボンディングの前洗浄
基材の親水性向上
写真：１７
AcXys 大気圧プラズマ処理機
銅箔の酸化被膜をプラズマ洗浄
製品を ”非接触”でハンドリングする異物対策があります。
生産ラインで、製品を取り扱う場合、作業者が手で持つにしてもロボットやトレーで搬送するにしても、”接触 ”しないことには、製品をハンドリングできません。しかし、接触する人の手や治具に異物がくっついていると、接触によって異物が製品へ転写するリスクがあります。
製品に触れずに取り扱うことができれば、接触に起因する異物付着リスクを低減でき、また接触・剥離による静電気の発生を防止することができます。
㈱ケー・ブラッシュ商会では、超音波 非接触 浮上搬送装置を取り扱っています。
表面がフラットな基材を非接触で浮上搬送したり、非接触チャックする技術です。
超音波 非接触 浮上・搬送装置の用途：
電池用電極箔を超音波非接触チャック
電池用金属電極を非接触浮上・搬送
非接触超音波浮上搬送を検査工程へ導入
半導体ウェーハを超音波非接触チャック
非接触ガイドロールで不良対策・静電気対策
小さなレンズを超音波非接触チャック
ICチップ・積層チップを超音波非接触チャック
基板ガラスを非接触ハンドリング
フラットパネル（FPD）の非接触浮上搬送
非接触超音波浮上コンベヤ
写真：１８
超音波 非接触チャック
振動板上にスクイーズ膜というエアフィルムを形成して非接触チャック
基材は、電池用 電極（活物質塗工済/集電タグ無し） です。
写真：１９
超音波 非接触 浮上搬送
振動板上にスクイーズ膜というエアフィルムを形成して非接触浮上
基材は、電池用 電極（活物質塗工済/集電タグ有り） です。
写真：２０
ウェーハを 超音波 非接触 浮上搬送
ガラス振動板上にスクイーズ膜というエアフィルムを形成して非接触浮上
ガラス振動板の下に検査機のカメラを設置
走行してるウェーハの下面を非接触インラインでモニタリング検査
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| 回転ブラシ式 | ウェブクリーナー | 粘着ロール | 3Dクリーナー | 超音波クリーナー | プラズマクリーナー | CO2洗浄装置 |など。
いろいろな装置の中から適した除塵・洗浄装置を見つけるためのヒントを掲載したページです。
目 次
||ドライクリーナー・洗浄装置の種類
||ドライクリーナーには
インライン型・オフライン型がある
インライン型には接触式と非接触式がある
非接触式ドライクリーナーには2種類ある
クローズ型とは？
リモート型とは？
接触式ドライクリーナーには2種類ある
粘着ロール式
回転ブラシ式
オフライン型
手持ち式ドライクリーナー
ロボットのハンドになるクリーナー
独立型洗浄装置
||CO2洗浄装置
ドライアイス洗浄装置
CO2スノードライ洗浄装置
|| プラズマクリーナー
||ゴミ・異物対策としての非接触ハンドリング
||関連情報
ドライクリーナー・洗浄装置の種類
製造現場で使用するドライクリーナーには、
◆3Dクリーナー
◆粘着ロール式
◆超音波式クリーナー
◆ウェブクリーナー
◆プラズマクリーナー
などがあります。
CO2洗浄装置には
◆ドライアイス洗浄装置
◆CO2スノー洗浄装置
があります。
これらを分類して整理します。
用途に適したクリーナーを選定する ヒント にご参照ください。
最後の章に
◆ゴミ・異物対策としての非接触ハンドリング技術
を記載します。
ドライクリーナーには
インライン型・オフライン型がある
インライン型は、生産ラインで所定の位置に設置したクリーナーが、ラインを連続して流れている製品を自動でクリーニングするクリーナーです。
オフライン型は、バッチ式作業で使用するクリーナーです。立ち作業での清掃・防護フェンスの中でのロボットでの清掃・スタンドアロン（独立型）の洗浄装置などです。
インライン型クリーナーには、接触式と非接触式がある
＜非接触式ドライクリーナーとは？＞
基材に触れずに表面にくっついた異物を除去するクリーナーです。付着異物を表面から離れさせるために、エアーブローで衝撃を与えたり静電気を除去するために除電機能を持たせたり、周辺への異物の飛散を防ぐために吸引除去、あるいはエアーの流れをクローズサーキットで循環させながらクリーニングしたりします。基材をダメージレスでクリーニングするために、触らずにクリーニングする用途で用いられます。
＜接触式ドライクリーナーとは？＞
基材に物理的に触れて付着異物を除去するクリーナーです。回転ブラシを装着したドライクリーナー、粘着ロールを装着したウェブクリーナーが該当します。
インライン・非接触式クリーナーには２種類ある
非接触式のドライクリーナーは、＜クローズ型＞と＜リモート型＞の2種類に分類できます。
＜クローズ型＞
" クローズ " には、近接 という意味があります。基材に対してクリーナーが数㎜の近接した距離に位置して表面の異物を除去します。
クローズ型ドライクリーナーには、非接触式ウェブクリーナー・超音波式クリーナー・他 基材へエアーブローして集塵するプッシュプル集塵システムがあります。
ウェブクリーナーとは、フィルム・紙・電極・銅箔・アルミ箔のようなロールtoロールで生産するフレキシブルな長尺製品の異物集塵装置です。
クローズ型のクリーナーに共通していることは、” 近接除塵 ” （クローズ型）ということです。基材表面から数㎜の距離に位置して、表面がフラットなフィルム・紙・パネル・ガラス基板など、” 二次元 ” 平面を非接触で清掃するのが、クローズ型ドライクリーナーです。
クローズ型は、主に表面がフラットな基材を除塵対象物にしています。
◆表面が平らなガラス基板・パネル、
◆プリント基板材料の生板・グリーンシート
◆枚葉の樹脂シート
◆電池材料のカットした枚葉電極
◆ロールtoロール工程のウェブ（フィルム・紙・電極・ガラス繊維・生地）
このような基材を想定している場合、クローズ型のドライクリーナーの中から選定していくことができます。
フラットな基材に静電気で付着したゴミ・ホコリの除去が目的の場合、静電気除去機能を搭載したモデルを選びます。
クローズ型は、機種によって価格差が大きいので、装置価格も重要な確認事項です。将来の量産ラインへの水平展開を視野に、ドライクリーナーを検討する場合、高額なクリーナーを選択すると、テストラインには導入できても水平展開に支障がでる可能性があります。
非接触ウェブクリーナー スタティックエアを見る
写真１：
スタティックエアでスリッターの切粉・粉塵を非接触クリーニング
静電気除去＋エアーブロー＋集塵除去
写真２：
スタティックエアでシルクスクリーン印刷前に 紙・フィルムをクリーニング
静電気除去＋エアーブロー＋集塵除去
写真３：
スタティックエア２台でガラス基板両面を非接触クリーニング
静電気除去＋エアーブロー＋集塵除去
＜リモート型＞
リモートとは、” 遠接 ” という意味です。対象物に対して離れた距離に位置するということです。
ドライクリーナーにも、リモート型（遠接）除塵技術があります。
除塵対象物から、離れた距離に位置して、非接触で表面の付着異物を除去するクリーナーがリモート型です。
リモート型は、
◆樹脂成型品
◆実装プリント基板
◆トレー
◆治具
◆高低差があるパネルアッセンブリ
◆食品用カップ・容器・キャップ
のような、 ” 三次元 ” 立体物が除塵対象物です。フラットではない基材の異物対策を検討する場合、リモート型を見ていくことになります。
立体物に対してリモート除塵する技術は、クリーナーの性能と運用ノウハウによって可能になり、市場には数が少ないクリーナーです。
リモート型ドライクリーナーの例：3Dクリーナー タイフンクリーン
写真４：
3Dクリーナー タイフンクリーン
治具の付着異物対策
静電気除去＋パルスエアーブロー＋集塵除去
写真５：
3Dクリーナー タイフンクリーン
実装プリント基板の付着異物対策
静電気除去＋パルスエアーブロー＋集塵除去
写真６：
3Dクリーナー タイフンクリーン
トレーの付着異物対策
静電気除去＋パルスエアーブロー＋集塵除去
インライン・接触式クリーナーは２種類ある。
接触式ドライクリーナーは、粘着ロール式とブラシ式の2種類あります。
＜接触式ドライクリーナーとは？＞
接触式は、物理的に基材に触れて付着異物を除去するクリーナーです。粘着ロール式と回転ブラシ式ウェブクリーナーについて記載します。
粘着ロール：
円筒状のロールを有したゴミ取りロールです。ハンディタイプの粘着ロールであれば、基材へコロコロ押し当てて、異物をロールに転写させて除去することができます。ロールの材質は、ブチル系ゴムを添加させたロールやシリコーンゴム製ロールなどロールの材質がノウハウになっています。粘着ロールには、ロールtoロール工程で使用するインライン型の粘着ロールもあります。例えば、フィルム加工工程のロールtoロールでは、フィルムに静電気でくっついたゴミやホコリを除去するために、門型のフレームにセットされた粘着ロールをフィルムの上と下から挟み込みます。そして、インラインでフィルムの走行に合わせてロールが回転して、異物をロールへ転写させていくことで付着異物を除去する方式です。
粘着ロールと基材との接触圧も重要なパラメーターです。接触圧を強くすると基材の異物を粘着面へ転写しやすくなりますが、基材へダメージを与える可能性が出てきます。接触圧を弱めると異物除去能力の低下につながりますが、ダメージレスになります。また、接触圧の増加はテンションを上げる可能性があるので、テンション確認を行います。定期メンテナンスは粘着テープの交換です。交換頻度は用途によります。頻繁に交換するのでは作業性が悪いので、基材の清浄度をどれ位シビアに管理するかで粘着テープの交換頻度を検証します。
ブラシ式：
回転ブラシを基材へ接触させて物理的な力で付着異物を除去するクリーナーです。ブラシの毛先の力でやや固着した異物を除去することができます。ブラシが基材へ接触するので、基材へダメージレスでいかに異物除去能力を高めるかが重要です。柔らかいブラシは、ダメージレスのクリーニングに適しており、固いブラシは異物除去能力が高まる可能性がありますが、基材へダメージを与える可能性が高くなります。用途に合わせて最適化するためにブラシの選定は重要です。
回転ブラシに加え、静電気除去機能＋エアーブロー＋集塵除去機能を搭載したクリーナーは、異物除去能力が更に高くなります。
接触式ウェブクリーナー ロータークリーンの詳細をみる
写真７：
接触式ウェブクリーナー ロータークリーン
電極の金属異物・粉塵対策
写真８：
接触式ウェブクリーナー ロータークリーン
ガラス基板のガラス屑・ゴミ・ホコリ集塵除去
写真８：
接触式ウェブクリーナー ロータークリーン
フィルムに静電気で付着したゴミ・ホコリ集塵除去
オフライン型
オフライン型は、バッチ式作業で使用するクリーナーです。
◆立ち作業での清掃
◆防護壁の中でのロボットでの清掃
◆独立型洗浄装置
などです。
＜手持ち式ドライクリーナー＞
除塵作業に必要な機能を装備したもので、手持ち式のグリップを使い手作業で清掃できるクリーナーです。静電気で付着する小さなゴミ・ホコリ・異物を除去するために、イオナイザ・除電パルスエアーブロー・集塵・ブラシ、がハンディなグリップに装備されているクリーナーがあります。
エアーガンやパターガンによる清掃作業と異なり、ゴミやホコリを周辺に飛散させないため、吸引部から異物を排出して捕集する機構になっています。
イオナイザは、静電気を除去して異物を取れやすくする効果があります。静電気が原因で異物が付着している用途では、イオナイザを装備している手持ち式クリーナーを選びます。
エアーブローは、パルス化したほうが、付着異物にパルスエアーの微振動・衝撃を与えることができるので、異物除去に効果があります。
エアノズルから放射するパルスエアが、”低圧”に対応してるかが重要です。例えば、回転部によりパルスエアーブローする除塵用ノズルは、エア圧力により回転する方式なので、エア圧を高く調整する必要があります。しかし、エア圧を高くすると、ゴミ・ホコリを飛散する原因になります。パルスエアが低圧であれば、周辺へゴミ・ホコリを飛散させずに吸引しやすくなります。
イオナイザとパルスエアーブロー・集塵機能の両方を装備した手持ち式クリーナーは、異物除去能力が更に高くなります。
（例 コンパクト除塵ピストル エレファントの詳細をみる）
写真：１０
コンパクト除塵ピストル エレファント110型
樹脂成型品に静電気で付着したゴミ・ホコリを集塵除去
写真１１：
コンパクト除塵ピストル エレファント180型
作業台でトレーに乗せた樹脂成型品を清掃作業
＜ロボットのハンドになるクリーナー＞
ロボットに持たせて、" ハンド "にして基材を清掃することができるドライクリーナーがあります。2機種 例を挙げます。
エレファントFIX型
エレファントFIXには、ワンポイントイオナイザ＋圧縮パルスエアーブロー用ノズル＋リングブラシ＋集塵機能があります。
エレファントFIXヘッドの取付用アングルをロボットに持たせて " ハンド "にすることができます。
ハンドがあらかじめティーチングした経路に沿って、基材表面の付着異物を除去する使い方です。
ブラシを基材に接触させてクリーニング、または基材から少し離してクリーニングします。
主な対象基材は、樹脂成型品、トレー、レンズ、パネル、基板などです。
エレファントは、基材に静電気で付着した小さなゴミやホコリを、除電しながら微細なパルスエアーで叩いて衝撃を与え、吸引除去します。
ゴミやホコリは、別置きの集塵機で捕集します。
（コンパクト除塵ピストルエレファントの詳細をみる）
写真：１２
エレファントFIX型
アングルをロボットに取り付けて" ハンド " にして基材のクリーニングができる
リング状ブラシの中に、除電機能＋パルスエアー放射用ノズル＋集塵除去機能 が装備されている。
タイフンクリーンコンパクト
リングイオナイザと回転ジェットノズルを装備したモデルです。集塵除去機能はありません。
リングイオナイザは、基材の静電気を除去してゴミやホコリを除去しやすくします。
回転ジェットノズルは、高速パルスエアーブローして、付着異物に衝撃を与えて表面から除去します。
タイフンクリーンコンパクトをロボットの " ハンド " にして、基材のクリーニングに使用することができます。
タイフンクリーンコンパクトの詳細をみる
写真：１３
タイフンクリーンコンパクト
ロボットで自動運転
バンパーに静電気で付着したゴミ・ホコリをパルスエアーで除電ブロー
＜独立型洗浄装置＞
除塵に必要なイオナイザ・除電エアーブロー、除去した異物を回収するための集塵システム、基材の搬送系を装備した独立型のクリーニングステーションです。バッチ式作業で、基材を人手またはロボットで投入して、洗浄装置が自動運転で清掃します。2機種 例を挙げます。
トレー専用の独立型クリーナー トレーマスター
トレーをバッチ式でドライ清掃するための専用機がトレーマスターです。
トレーは、生産している製品を入れるための容器になったり、工程間を搬送するキャリアになる入れ物です。
トレーの静電気で、小さなゴミや異物がくっつくと、そこに製品を乗せたときに異物が転写してしまうことがあります。
製品が電子部品だった場合、ゴミが接点に付着すると接点不良の原因になります。
製品がレンズだった場合、微小な異物がくっつくと重大な製品不良の原因になります。
トレーの清掃は、製品の清掃と同じくらい重要です。
トレーマスターの詳細をみる
樹脂製品専用の独立型クリーナー クリーンマスター
樹脂製品・プラスチック製品を手作業でエアーガンで清掃するのと比べ、バッチ式の専用クリーナーは、全自動なので再現性が高いクリーニングができます。
つまり、どの製品も同じ清浄度で清掃することができます。
個別の樹脂製品の形状に合わせた治具の準備が必要です。
治具に樹脂製品をセットして、クリーナーに投入して、自動運転で清掃して取り出します。
クリーンマスターの詳細をみる
CO2洗浄装置の種類
二酸化炭素の物理的な性質を利用して基材を洗浄するための洗浄技術があります。
◆ドライアイス洗浄機
◆CO2スノー洗浄装置
です。
ドライアイス洗浄装置
二酸化炭素は、三重点（-56.6℃、0.518MPa）で個体（ドライアイス）になります。三重点より低い圧力では液体にはなりません。工場の作業現場は、大気圧（0.1013MPa）です。大気圧では、ドライアイスは個体から直接気体になる性質があり、これを昇華と言います。液体にはなりません。
ドライアイス洗浄装置は、生成したドライアイスをノズルから噴霧して基材を洗浄する装置です。ドライアイスが洗浄メディアなので、ユーティリティーにドライアイスを使います。工場で使用する場合、大気圧環境下なので、ドライアイスは昇華してどんどん気体になってしまうので、洗浄機を運転するタイミングに合わせてドライアイスを発注して洗浄機を運用します。
ノズルから放射した氷の粒が基材表面に当たると、表面の汚染物質は冷やされて脆くなります。そして、昇華で気化するエネルギーとブラストの衝撃で表面から汚染物を除去します。
主な使用用途は、工場の設備の洗浄や金型の洗浄です。ゴミやホコリの除去だけでなく、油や厚みのあるグリスを除去できるパワフルなドライアイス洗浄装置もあり、設備の洗浄に適しています。
CO2スノー洗浄装置
ドライアイス洗浄装置のように、ユーティリティーにドライアイスを使用しません。CO2スノー洗浄装置は、液化炭酸ガス（液体CO2）をユーティリティーに使用します。ボンベを使用したり、工場の屋外に液化炭酸ガスのタンクを設営して、洗浄装置へ供給する方法もあります。
ボンベの中で液化炭酸ガスは、液体と気体が併存しています。液体をボンベから取り出すためには、ストローで吸い上げる必要があります。ストローの役割の " 管 " が付いたボンベをサイホン式と言います。サイホン式の液化炭酸ガスボンベは、ガス会社から購入することができます。
CO2スノー洗浄装置は、CO2を液体の状態で、洗浄装置へ液送して、ノズルから噴霧します。噴霧されたCO2スノーは、基材表面の汚染物へブラストの衝撃を与えます。そして、CO2スノーの温度で汚染物を急速冷却して、脆化させます。脆化してもろくなった汚染物を、CO2が気化するエネルギーで表面から除去します。
ドライアイス洗浄装置は、主に " 設備の洗浄 " に使用されるのに対して、CO2スノー洗浄装置は、" 製品 " の洗浄に最適化できるようメーカー各社が開発にしのぎを削っています。製品の洗浄に最適化するためには、洗浄能力・噴霧するブラストの安定性・間欠運転・ノズルのメンテナンス性・結露有無 などが重要な確認事項です。
CO2スノージェット洗浄装置の詳細をみる
写真：１４
CO2スノージェット洗浄装置
回路成型部品（MID）をドライ洗浄
電子部品のような精密部品をダメージレスで洗浄
写真：１５
CO2スノージェット洗浄装置
基板のフラックスをドライ洗浄
電子部品のような精密部品をダメージレスで洗浄
写真：１６
CO2スノージェット洗浄装置
医療用部品をドライ冷却洗浄
低温CO2スノーブラストは殺菌・滅菌効果がある
プラズマクリーナー
プラズマとは、
物質にエネルギーを与えつづけると、温度が上昇し、固体から液体、液体から気体になりますが、さらにエネルギーを供給し続けると、気体の分子が離脱して原子になり、原子核の周りを回っていた電子が離れ、プラスの電荷を持つイオンとマイナスの電荷を持つ電子に分かれます。このように、分子がイオンと電子に分かれている状態をプラズマといいます。
プラズマが、有機汚染物と反応性がある特性を、洗浄に適用したものがプラズマクリーナーです。プラズマで、基材表面の有機物・薄い油膜・薄い酸化被膜・フラックスを除去する効果があります。
プラズマを真空チャンバーの中で生成するバッチ式が市場にありますが、
㈱ケー・ブラッシュ商会は、フランス AcXys Technologie社製の大気圧プラズマクリーナーを取り扱っています。
真空チャンバーが不要なので、生産性が良にのが特徴です。ロボットに持たせてプラズマ処理する自動運転にも適しています。
窒素ガス 他、不活性ガスを注入してプラズマを生成できる放電電極により、基材に適したガスレシピで投入できます。個別用途に最適化できます。
AcXys社製 大気圧プラズマ処理機ULSの詳細をみる
プラズマクリーナー主な用途：
リードフレーム
液晶基板のクリーニング
コンタミ、フラックスの除去
ワイヤーボンディングの前洗浄
基材の親水性向上
写真：１７
AcXys 大気圧プラズマ処理機
銅箔の酸化被膜をプラズマ洗浄
ゴミ・異物対策としての非接触ハンドリング
製品を ”非接触”でハンドリングする異物対策があります。
生産ラインで、製品を取り扱う場合、作業者が手で持つにしてもロボットやトレーで搬送するにしても、”接触 ”しないことには、製品をハンドリングできません。しかし、接触する人の手や治具に異物がくっついていると、接触によって異物が製品へ転写するリスクがあります。
製品に触れずに取り扱うことができれば、接触に起因する異物付着リスクを低減でき、また接触・剥離による静電気の発生を防止することができます。
㈱ケー・ブラッシュ商会では、超音波 非接触 浮上搬送装置を取り扱っています。
表面がフラットな基材を非接触で浮上搬送したり、非接触チャックする技術です。
超音波 非接触 浮上・搬送装置の用途：
電池用電極箔を超音波非接触チャック
電池用金属電極を非接触浮上・搬送
非接触超音波浮上搬送を検査工程へ導入
半導体ウェーハを超音波非接触チャック
非接触ガイドロールで不良対策・静電気対策
小さなレンズを超音波非接触チャック
ICチップ・積層チップを超音波非接触チャック
基板ガラスを非接触ハンドリング
フラットパネル（FPD）の非接触浮上搬送
非接触超音波浮上コンベヤ
写真：１８
超音波 非接触チャック
振動板上にスクイーズ膜というエアフィルムを形成して非接触チャック
基材は、電池用 電極（活物質塗工済/集電タグ無し） です。
写真：１９
超音波 非接触 浮上搬送
振動板上にスクイーズ膜というエアフィルムを形成して非接触浮上
基材は、電池用 電極（活物質塗工済/集電タグ有り） です。
写真：２０
ウェーハを 超音波 非接触 浮上搬送
ガラス振動板上にスクイーズ膜というエアフィルムを形成して非接触浮上
ガラス振動板の下に検査機のカメラを設置
走行してるウェーハの下面を非接触インラインでモニタリング検査
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