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    超声波湿式清洗和超声波干式清洗技术对比

    2022-08-17 15:52

    超声波湿式清洗技术的清洗原理


    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。
     

    超声波干式清洗技术的清洗原理


    超声波干式清洗技术是一种高速气流与超声波共同作用,对超精密待清洗件(如半导体器件,玻璃或硅基板等)亚微米级别的污染物进行清洗的新型干式清洗技术。一般包括三大系统:(1)空气循环系统;(2)清洗件传送系统;(3)超声清洗头。空气循环系统利用负压作用将新空气不断吸入并净化后输入清洗头压力腔,同时利用离心力将内部空气不断送出;清洗件传送系统将待清洗件传送给超声波清洗头。核心部件超声波清洗头主要有两类:一类空气流经特殊设计的变截面流道时,经激流震荡生成超声波,但这种超声波的强度弱,传递能量少。另一类内置超声波增幅器,超声波空气在大小约0.3mm的出口处体积迅速膨胀,达到一种“微型爆炸”的效果。高速气流和超声波的共同作用使污物微粒脱离悬浮,超声波的反射作用将微粒带动起来,由清洗头的真空吸附腔吸走并分离,这种清洗方式杜绝清洗剂对环境造成污染。
     

    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。
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