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超聲波清洗技術(shù)的近期發(fā)展概況
超聲波清洗技術(shù)的近期發(fā)展概況
超聲波清洗器的清洗技術(shù)經(jīng)過幾十年來的理論探討和應(yīng)用研究，無論設(shè)備還是工藝上均取得了較大的發(fā)展，有關(guān)單位相繼研發(fā)了一大批的產(chǎn)品，也制定出了一系列先進(jìn)典型的清洗工藝。
1.高頻超聲清洗
對于象硅片表面小至零點幾微米的超微污物粒子，常規(guī)的超聲波清洗器無能為力，即使增加功率密度也無濟(jì)于事。近年來發(fā)展了一種兆赫茲級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，其對污物的去除率接近****。高頻清洗進(jìn)來發(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。
2.聚焦式清洗
對于象紡織行業(yè)的噴絲板、過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。
3.多頻清洗
即在一只清洗缸中，安裝有兩種或三種以上不同頻率的換能器，由多只發(fā)生器分別推動各自頻率的換能器。我們知道，清洗工作頻率高時，在液體中空化強(qiáng)度低而空化密度大，而工作頻率低時則相反。低頻超聲波的強(qiáng)度高，對物體表面清洗有利；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)。同時缸中有多種頻率的超聲波，也克服了單頻清洗駐波場造成的清洗不均勻問題。
4.掃頻和跳頻的清洗
掃頻和跳頻清洗都是為了改善缸中的聲場結(jié)構(gòu)，前者解決了缸中的不均勻駐波場，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只換能器和一只發(fā)生器，其換能器本身有兩個諧振頻率，在**諧振點帶寬內(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。它是高低頻交替進(jìn)行清洗。
5.超聲清洗工藝研究
為了提高物件的清洗質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)被清洗物的性質(zhì)和污物的類型，選擇合適的清洗工藝及對環(huán)境無污染的非ODS的清洗劑，以及相應(yīng)的配套設(shè)備。近來國內(nèi)外在這方面做了大量研究工作，也投入了大量資金、人力和物力，并取得了相應(yīng)的成果。
超聲波清洗器工藝的選擇是指對超聲波清洗方式、清洗液溫度、超聲頻率、超聲功率密度、清洗時間以及清洗液的選擇及配制。合適的清洗液對于超聲波清洗效果和環(huán)境保護(hù)具有很大影響。由于超聲波清洗機(jī)理主要是利用空化作用，清洗液的選擇出了要考慮清洗件本身材料、油污、機(jī)械雜質(zhì)外，還必須保證清洗液粘度小、表面張力小，以利于清洗液的空化；有時還需添加助溶劑、穩(wěn)定劑、消泡劑及靜電去除劑等添加劑。近來對環(huán)保的要求越來越嚴(yán)，根據(jù)蒙特利爾協(xié)議書，必須**禁止使用各種ODS清洗劑，因此目前各種ODS清洗劑替代無相繼在研發(fā)和試驗中，為此超聲波水基清洗、超聲波半水基清洗和超聲波碳?xì)浠衔锶軇┣逑匆约跋鄳?yīng)的工藝、相關(guān)的設(shè)備研發(fā)也在同步進(jìn)行。目前要**徹底替代ODS清洗劑還有一個相當(dāng)?shù)倪^程，但相信在超聲界合化學(xué)溶劑界的不斷努力下，一個既具有清洗性又具有環(huán)保性合經(jīng)濟(jì)性的非ODS超聲清洗技術(shù)將會獲得廣泛的應(yīng)用