超聲波清洗技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的理論探討和應(yīng)用研究,無(wú)論在設(shè)備還是在工藝上均取得了較大的發(fā)展,有關(guān)單位相繼研發(fā)了一大批新的產(chǎn)品,也制訂出了一些先進(jìn)典型的清洗工藝。
一、高頻超聲清洗
對(duì)于像硅片表面小至零點(diǎn)幾微米的超微污物粒子,常規(guī)的超聲波清洗器無(wú)能為力,即使增加功率密度也無(wú)濟(jì)于事。近來(lái)發(fā)展了一種兆赫茲級(jí)的高頻超聲清洗技術(shù),由于頻率高,空化效應(yīng)已不起作用,因此清洗的關(guān)鍵不是氣泡,是高頻壓力波的擦洗作用,其對(duì)污物的去除率接近百分之百。高頻清洗近來(lái)發(fā)展較快,主要用于超大規(guī)模集成電路芯片上的污物清洗,以及硅晶片、陶瓷、光掩模等特種污物的清洗。
二、聚焦式清洗
對(duì)于像紡織行業(yè)的噴絲板、過(guò)濾器之類微孔物件的清洗,常規(guī)的超聲清洗效果十分不理想,聲強(qiáng)達(dá)不到要求,而采用機(jī)械掃描聚焦式超聲清洗,噴絲板微孔中的污物脫離則十分明顯。聚焦式清洗要求達(dá)到高的聲強(qiáng),目前選用的頻率以低頻為主,常用20kHz和15kHz兩種頻率,個(gè)別的頻率也有28kHz的,其電功率在連續(xù)波情況下一般為500～700W,間隙脈沖工作狀態(tài)下,功率可高一些。
三、多頻清洗
即在一只清洗槽中,安裝有兩種或三種以上不同頻率的換能器,由多只發(fā)生器分別推動(dòng)各自頻率的換能器。我們知道,清洗器工作頻率高時(shí),在液體中空化強(qiáng)度低而空化密度大,而工作頻率低時(shí)則相反。低頻超聲波的強(qiáng)度高,對(duì)物體表面清洗有利,高頻超聲波空化密度高,沖擊波能穿達(dá)凹槽、細(xì)縫、深孔等細(xì)微結(jié)構(gòu)。同時(shí)缸中有多種頻率的超聲波,也克服了單頻清洗駐波場(chǎng)造成的清洗不均勻問(wèn)題。
四、掃頻和跳頻清洗
掃頻和跳頻清洗都是為了改善槽中的聲場(chǎng)結(jié)構(gòu),前者解決了槽中的不均勻駐波場(chǎng),使清洗均勻。而跳頻和多頻一樣兼顧到高低頻清洗,不同的是跳頻用的是一個(gè)換能器和一個(gè)發(fā)生器,其換能器本身有兩個(gè)諧振頻率,在第一諧振點(diǎn)帶寬內(nèi)作連續(xù)的頻率變化,然后跳到另一帶寬內(nèi)進(jìn)行掃頻清洗,是高低頻交替進(jìn)行清洗。
超聲波清洗具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用價(jià)值,相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,超聲波清洗在清洗領(lǐng)域必將得到快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)振興行業(yè)、振興中華,服務(wù)于全世界的遠(yuǎn)大目標(biāo)。
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