在汽車和電子行業，零部件上細小的污染顆粒物也可能影響產品的性能，導致產品出現故障，或使用壽命縮短。對于汽車來說，過濾系統很容易受到影響。對于電子產品來說，印刷電路板（PCB）或連接器上的污染可能會導致短路。因此，清潔度在現代制造業的質量控制中占有核心地位，特別是使用由不同供應商生產的部件時，更要重點關注清潔情況。車輛或設備的關鍵部件如果受到污染，整個系統就可能發生故障。因此，高效清潔度分析過程必須始于供應商這一環。

對于汽車和電子行業的許多產品而言，在生產和裝配的各個階段中，零部件上都不能有灰塵或雜質顆粒。顆粒物污染可能會引發部件缺陷，進而降低其性能和使用壽命。因此，這兩個行業在制造組件和產品時，常常會花費大量的時間和成本來追蹤顆粒物并去除它們。不過，如果維持(chi)技術(shu)清潔(jie)度的方法效(xiao)率(lv)不高，則會增加(jia)生產成本。

在汽車行業中，燃料噴射系統、燃料過濾系統、潤滑油和尿素（選擇性催化減少排放）的過濾系統、泵、發動機和變速箱控制單元、混合動力驅動部件和其他微機械部件中的殘留污染會嚴重影響產品的可靠性和使用壽命^[1,2]。

在電子行業中，細小的顆(ke)粒物可能(neng)會導致高功(gong)率密度(du)的元件(jian)發生故障，因(yin)此元件(jian)的清潔(jie)度(du)非常重要。印刷電路板（PCB）等元件經常有亞微米級的間隙和納米級的特征。例如，導電顆粒可以通過在兩個觸點之間形成直接的傳導路徑，或者通過縮短兩點之間的距離增加電介質擊穿的概率，從而導致PCB短路^[3,4]。

電動汽車（e-mobility）^[5]同時具有機(ji)械和電子部件，因此產品需要(yao)同時滿足(zu)這兩個行業的技術清潔度要(yao)求。

本文介紹了(le)影響高效清(qing)潔度分析的(de)核心因素，以(yi)及優化整(zheng)個(ge)工作流程(cheng)的(de)方法(fa)。

圖1：技術清潔度對于汽車和電子行業中使用的零部件非常重要。A）各種汽車部件，包括輪轂、過濾罐、泵、火花塞電纜；B）混合動力汽車的發動機、傳動系統、懸架、車輪和電池，電子顯示和汽車部件。

為了高效、經濟地開展清潔度分析，所有參與生產的各方（通常是零部件供應商和產品制造商）都必須根據產品的要求，預先(xian)就產品規格達成一致。各方必須明確標準要求，比如有可能造成損害的顆粒特性，要遵循哪些標準和規范，以及記錄結果的最佳方式等^[2]。

自動化進行顆粒分析有(you)助于實現高效(xiao)的清潔過程。光學(xue)顯微鏡是一種被廣泛應(ying)用的標準方法，可以快速自動分析提取的顆粒，確定它們的數量、大小和其他具體屬性^[2,6,7]。通過其他技術（如粒子計數或掃描電子顯微鏡）獲得的結果不能與光學顯微鏡的結果相較，因為兩者采用的是wanquan不同的檢測方法^[6,7]。

根(gen)據顆粒的尺寸（長、寬、高）和材料特性，可以將其分為(wei)多種類(lei)別(bie)。一(yi)般(ban)來說，由碳化物、金屬(shu)或陶瓷組(zu)成的顆(ke)粒都質地堅硬，可以研(yan)磨(mo)，比如剛玉（氧化(hua)鋁）就(jiu)屬于這類材(cai)料；而(er)由塑(su)料和其他(ta)有機材(cai)料組(zu)成的顆(ke)粒則質地柔軟，研磨性欠佳。金(jin)屬和半導體陶瓷顆(ke)粒還具有導電(dian)性，因此，它(ta)們損壞電(dian)子元件的可能性很(hen)大。

就元件造成損害的風險而言，對于汽車工業來說，較高的硬質顆粒（如碳化物、金屬、陶瓷等）比長而軟的塑料纖維更容易造成損害，因為它們的研磨性和磨蝕性更高。對于電子工業來說，金屬顆粒的導電性最高，尺寸超過200μm的顆粒^[3]最(zui)容(rong)易導致電路板短路。

圖2：通過(guo)聚焦在A）過(guo)濾片底(di)部(bu)和B）顆粒的頂部(bu)，用光學顯微鏡測量顆粒的高度(du)。

圖3：利用光學顯微鏡測量彎曲纖維的寬度或長度。使用可以在光纖內部施加的最大圓形直徑（13μm），現實地評估對其造成損害的風險。在這種情況下，最小費雷特直徑（費雷特徑min = 180 µm）不適用，因為它大大高估了損壞的可能性。

圖4：根據清潔(jie)度分析中獲(huo)得的LIBS光譜(pu)判斷，顆粒由(you)以下(xia)部分組成：A）主要(yao)成分是鋁（Al）和(he)B）鋼(gang)（主要(yao)是鐵）

制造商和用(yong)戶可(ke)(ke)以利用(yong)標準化方法和手段獲(huo)得(de)可(ke)(ke)靠、可(ke)(ke)重復、可(ke)(ke)比較的清(qing)潔度(du)結果。

汽車行業的主流標準是VDA 19.1^[6]和ISO 16232^[7]，它們給出(chu)了gongren的(de)(de)(de)定(ding)義和常(chang)用參(can)數的(de)(de)(de)范圍，如：用于(yu)清(qing)潔度分(fen)析的(de)(de)(de)顆粒(li)等級的(de)(de)(de)大小和成分(fen)，顆粒(li)識別(bie)的(de)(de)(de)閾值，圖像設(she)置等。

VDA 19.1標準提到，除光(guang)學顯微(wei)鏡外，其(qi)他方法如SEM、能(neng)量色(se)散(san)譜（EDS）和激光(guang)誘(you)導(dao)擊穿光(guang)譜（LIBS）也能(neng)可靠、有效地識別顆粒污染(ran)的(de)來源^[6,8]。LIBS可用于在空氣中用光學顯微鏡直接分析樣品，無需額外花時間制備樣品，也不需要將樣品運送到另一臺儀器上進行分析^[6,8]。因此，與SEM/EDS相比，LIBS可以更快地確定顆粒成分，從而更有效地找出污染源^[8]。

在電子行業，清潔度的通用參考標準是ZVEI發布的一份指南（ZVEI=德國電氣和電子制造商協會），名為“電氣工程的技術清潔度"^[4]。

徠卡顯微系統和PALL公司簽訂了合作協議，致力于幫助終端用戶創建一套理想的整(zheng)體清潔(jie)工作(zuo)流(liu)程(cheng)^[9]。用(yong)戶(hu)可以同時與徠卡公司的(de)顆(ke)粒分析專家(jia)和(he)PALL公司的(de)顆(ke)粒提(ti)取專家(jia)互動，以優化(hua)他們的(de)樣品制備(bei)和(he)清潔過程。

部分敏感的電子元件只能在無塵室中生產和清洗，才能避免空氣污染，達到可接受的技術潔凈度水平^[3]。而對污染不太敏感的元件，則可以等生產結束后再行清潔^[3]。向元件噴(pen)灑液(ye)體，或用(yong)溶液(ye)清(qing)洗(xi)元件，可(ke)去除元件表面殘留(liu)的顆粒(li)。然后對(dui)液(ye)體或溶液(ye)進行(xing)過(guo)濾(lv)，將過(guo)濾(lv)器烘(hong)干，再(zai)對(dui)過(guo)濾(lv)器上的顆粒(li)進行(xing)分(fen)析。

電子元件的清潔工作流程與汽車零部件非常相似，也是5個主要步驟^[3,4]：

Leica DM6 M LIBS

Leica DM4 M & DM6 M 智能正置(zhi)金相顯微鏡