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超声波清洗技术的探讨

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-04-29 17:26【
1 超声波湿式清洗技术的清洗原理和现应用领域
1.1 清洗原理
超声波指频率高于20kHz的声波,20~50kHz的超声波称为低频超声波,50~200kHz的超声波称为高频超声波,700~1MkHz的超声波称为兆频超声波。湿式清洗技术通常利用空化效应最为显著的低频超声波。空化效应指声波在液体中传播时,液体会处于负压状态,当负压大于液体强度时,溶解在液体中的空气会以空化核形式析出,空化核会迅速生长成几微米的直径的空化气泡并在缝隙中闭合爆裂,产生声压梯度和声流来反复冲击污物与被清洗表面的结合部位,使污物冲入清洗液中,达到清洗目的。高频超声波也被广泛应用于超声波湿式清洗技术中,但主要利用其声波流现象在被清洗表面反复摩擦使得污物脱离表面融入清洗液中,达到清洗效果。

2 现应用领域
超声波干式清洗作为一个新兴清洗方式,国内研究存在不足,检索较难;国际上日韩、欧美掌握着相关技术,且由于技术保密,公开资料很少,增加了检索难度。从有限的资料分析,该技术主要应用在液晶屏玻璃基板,电子半导体等需要高精密清洗的工业中。

(1)液晶玻璃基板:液晶屏玻璃基板上的主要污染物是灰尘和其它金属离子,而且玻璃基板镀膜有风干、高清洁度要求,超声波干式清洗技术可以较好地解决这一问题;设计出更符合实际应用的液晶屏超声干式清洗机传送系统,改进了常规0.5mm厚玻璃传送清洗技术,使之适合更薄玻璃的传送清洗。

(2)电子半导体:在集成电路制造工艺中,半导体硅片的清洗效果直接影响到产品成品率。国内对其采用的干式清洗技术有等离子体清洗技术,气相清洗技术等,超声波干式清洗技术作为一种新兴技术在国外得到进一步研究应用,国外学者对超声波干式清洗头进一步优化,改进后的喇叭状换能器解决了超声波在空气中传播能量衰减较大的问题,能最大限度地利用超声波的能量对半导体器件进行清洗。

3 超声波湿式和干式清洗技术对比分析
超声波湿式清洗技术的优点显而易见:清洗工序成熟,产生了相关技术手册,适合工业生产;对于清洗死角,传统清洗效率仅有60%~70%,高压水射流清洗也低于90%,而湿式清洗效率高达98%;超声波湿式清洗技术应用广泛,从事研究人员众多,加快了它的发展。同时超声波湿式清洗的劣势也很明显:使用的化学清洗剂渗透能力有限,清洗不彻底;工业生产通常要数台不同频率的清洗机联合,增加成本;设备功率选择过低不产生空化泡,过高则容易发生空化腐蚀损坏清洗件;高精密清洗只能用高频甚至兆频超声波清洗,能耗大不环保。超声波干式清洗技术解决了这方面的问题:不需要另加清洗剂,绿色环保;清洗无附加风干设备,降低成本;清洗头性能持久,维护成本低;非接触式清洗,被清洗件免受损害;对于1um以上的尘粒去除率接近100%;电子工业中,无二次污染,满足超精密度清洗要求。唯一缺点就是目前国内只实现了超声波干式清洗机的“半国产化”,超声波干式清洗头制造的核心技术仍然被日韩、欧美等发达国家限制。

4 超声波干式清洗技术前景展望
国内对于超声波湿式清洗技术的研究一直不落与国外,甚至略有领先,可是在更为精密的干式清洗方面还有较大技术空缺,这种空缺主要集中在理论研究和干式清洗机的国产化生产方面,而超声波干式清洗头的制造国产化是一个发展趋势,也需要更多的研究人员投入其中,相信未来这个方向大有可为!