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。
一、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。
二、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15kHz兩種頻率,個別的頻率也有28kHz的,其電功率在連續波情況下一般為500～700W,間隙脈沖工作狀態下,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。
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。
超聲波清洗具有廣泛的應用領域和應用價值,相信隨著科學技術的不斷進步,超聲波清洗在清洗領域必將得到快速發展,實現振興行業、振興中華,服務于全世界的遠大目標。
