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超声波清洗技术的新进展

[导读]由于超声波清洗本身具有其它物理清洗或化学清洗无可比拟的优越性, 因此广泛应用于日常生活、电子业、制药工业、实验室、机械业、金属工业、化学工业等诸多领域。

超声波清洗技术经过几十年来的理论探讨和应用研究, 无论在设备还是在工艺上均取得了较大的发展, 有关单位相继研发了一大批新的产品, 也制订出了一些先进典型的清洗工艺。

1  高频超声清洗

对于像硅片表面小至零点几微米的超微污物粒子, 常规的超声波清洗器无能为力, 即使增加功率密度也无济于事。近来发展了一种兆赫兹级的高频超声清洗技术, 由于频率高, 空化效应已不起作用, 因此清洗的关键不是气泡, 是高频压力波的擦洗作用,其对污物的去除率接近百分之百。高频清洗近来发展较快, 主要用于超大规模集成电路芯片上的污物清洗, 以及硅晶片、陶瓷、光掩模等特种污物的清洗。



2  聚焦式清洗

对于像纺织行业的喷丝板、过滤器之类微孔物件的清洗, 常规的超声清洗效果十分不理想, 声强达不到要求, 而采用机械扫描聚焦式超声清洗, 喷丝板微孔中的污物脱离则十分明显。聚焦式清洗要求达到高的声强, 目前选用的频率以低频为主, 常用20kHz 和15 kHz 两种频率, 个别的频率也有28 kHz 的,其电功率在连续波情况下一般为500 ~ 700 W , 间隙脉冲工作状态下, 功率可高一些。


3  多频清洗

即在一只清洗槽中, 安装有两种或三种以上不同频率的换能器, 由多只发生器分别推动各自频率的换能器。我们知道, 清洗器工作频率高时, 在液体中空化强度低而空化密度大, 而工作频率低时则相反。低频超声波的强度高, 对物体表面清洗有利, 高频超声波空化密度高, 冲击波能穿达凹槽、细缝、深孔等细微结构。同时缸中有多种频率的超声波, 也克服了单频清洗驻波场造成的清洗不均匀问题。


4  扫频和跳频清洗

扫频和跳频清洗都是为了改善槽中的声场结构, 前者解决了槽中的不均匀驻波场, 使清洗均匀。而跳频和多频一样兼顾到高低频清洗, 不同的是跳频用的是一个换能器和一个发生器, 其换能器本身有两个谐振频率, 在第一谐振点带宽内作连续的频率变化, 然后跳到另一带宽内进行扫频清洗, 是高低频交替进行清洗 。




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