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超聲波清洗技術的新進展

[導讀]由于超聲波清洗本身具有其它物理清洗或化學清洗無可比擬的優越性, 因此廣泛應用于日常生活、電子業、制藥工業、實驗室、機械業、金屬工業、化學工業等諸多領域。

超聲波清洗技術經過幾十年來的理論探討和應用研究, 無論在設備還是在工藝上均取得了較大的發展, 有關單位相繼研發了一大批新的產品, 也制訂出了一些先進典型的清洗工藝。

1  高頻超聲清洗

對于像硅片表面小至零點幾微米的超微污物粒子, 常規的超聲波清洗器無能為力, 即使增加功率密度也無濟于事。近來發展了一種兆赫茲級的高頻超聲清洗技術, 由于頻率高, 空化效應已不起作用, 因此清洗的關鍵不是氣泡, 是高頻壓力波的擦洗作用,其對污物的去除率接近百分之百。高頻清洗近來發展較快, 主要用于超大規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

對于像紡織行業的噴絲板、過濾器之類微孔物件的清洗, 常規的超聲清洗效果十分不理想, 聲強達不到要求, 而采用機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。聚焦式清洗要求達到高的聲強, 目前選用的頻率以低頻為主, 常用20kHz 和15 kHz 兩種頻率, 個別的頻率也有28 kHz 的,其電功率在連續波情況下一般為500 ~ 700 W , 間隙脈沖工作狀態下, 功率可高一些。


3  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, 由多只發生器分別推動各自頻率的換能器。我們知道, 清洗器工作頻率高時, 在液體中空化強度低而空化密度大, 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, 沖擊波能穿達凹槽、細縫、深孔等細微結構。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  掃頻和跳頻清洗

掃頻和跳頻清洗都是為了改善槽中的聲場結構, 前者解決了槽中的不均勻駐波場, 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個換能器和一個發生器, 其換能器本身有兩個諧振頻率, 在第一諧振點帶寬內作連續的頻率變化, 然后跳到另一帶寬內進行掃頻清洗, 是高低頻交替進行清洗 。




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