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JP4669926B2 - 超音波洗浄装置 - Google Patents
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本発明は、洗浄液とキャリアガスと超音波を被洗浄物に照射して洗浄するようにした超音波洗浄装置に関するものである。
従来のこの種の超音波洗浄装置としては、洗浄液を高圧にして噴射させる高圧ノズル洗浄と、キャリアガスと洗浄液を混合して噴射させる流体ノズル洗浄が知られている。
しかしながら、このような超音波洗浄装置において、高圧ノズル洗浄では、洗浄液を高圧にする装置が必要であり、又、洗浄液の高圧による衝撃から被洗浄物に傷が生じたり、被洗浄物のパターン等に断線等のダメージが生じるという問題があり、又、流体ノズル洗浄では、圧力が低く、洗浄効率は高いものの、Ｎ２１００ＮＬ／ｍｉｎ．程度の大量のキャリアガスを必要とし、２流体の噴出による騒音と流体の飛散による装置汚染があるという問題があった。
解決しようとする問題点は、従来の超音波洗浄装置では、高圧ノズル洗浄では、洗浄液の高圧による衝撃から被洗浄物にダメージを与えるという点があり、又、流体ノズル洗浄では、大量のキャリアガスを必要とし、２流体の噴出による騒音と流体の飛散による装置汚染があるという点である。
本発明では、上部近傍に内部支持部を設け、該内部支持部の下部に空洞部を形成し、該空洞部から下部に細く絞られた絞り部が形成され、該絞り部の下部に拡大部が形成されたケースと、上端部が太く、下端部が細く形成されて、前記ケースの内部支持部にパッキンを介して支持され、前記ケースの細い絞り部の近傍に前記下端部が位置決めされたホーンと、該ホーンの上端部の上面に装着された圧電体振動子と、前記ケースの前記内部支持部の下部の空洞部に洗浄液を供給する供給口が装着された洗浄液供給パイプと、該洗浄液供給パイプに接続された洗浄液供給装置と、前記洗浄液供給パイプの洗浄液を供給する供給口に対向してキャリアガスを供給する供給口を前記ケースの空洞部に装着したキャリアガス供給パイプと、該キャリアガス供給パイプに接続されたキャリアガス供給装置と、前記ケースの下部の拡大部に対向するように配置された被洗浄物とからなるものである。
本発明の超音波洗浄装置では、超音波振動による加速度がキャリアガスの衝撃波へさらに加速することができ、キャリアガスの衝撃波と超音波振動による加速度を重ねた加速度が得られるので、従来のキャリアガスと洗浄液の量を削減でき、又、超音波振動による加速度を加算することにより、圧力も低下することができ、さらに、被洗浄物と装置への洗浄液の飛散を削減できるため、洗浄液の飛散によるミスト及び汚染を削減でき、洗浄液、キャリアガス、超音波振動により広くジェット流、衝撃波力、サイドジェット振動を制御できるので、被洗浄物の異物の流れや剥離力を増強することができる。
図１は本発明の実施例の超音波洗浄装置の側面断面図で、ケース１は内部の上部近傍に内部支持部１ａが形成され、内部支持部１ａの下部に空洞部１ｂが形成され、この空洞部１ｂから下部に細く絞られた絞り部１ｃが形成され、この絞り部１ｃの下部に拡大部１ｄが形成され、内部支持部１ａの内側にパッキン２を介してホーン３が支持され、ホーン３の上端部３ａは太く、下端部３ｂは細く形成され、下端部３ｂはケース１の絞り部１ｃの近傍に位置決めされ、ホーン３の太い上端部３ａの上に超音波振動子４が装着され、この超音波振動子４に発振器５が接続され、さらに、ケース１の側部から空洞部１ｂに洗浄液供給パイプ６の洗浄液を供給する供給口が装着され、洗浄液供給パイプ６は洗浄液供給装置７に接続され、さらに、洗浄液供給パイプ７の対向するケース１の側部から空洞部１ｂにキャリアガス供給パイプ８のキャリアガスを供給する供給口が装着され、このキャリアガス供給パイプ８にキャリアガス供給装置９が接続され、又、ケース１の下部の拡大部１ｄに対向した位置に被洗浄物１０が配置されている。
このように構成された本実施例の超音波洗浄装置では、まず、洗浄液供給装置７に接続された洗浄液供給パイプ６の洗浄液を供給する供給口からケース１の空洞部１ｂ内に洗浄液を供給し、空洞部１ｂ内に洗浄液が充満した状態でキャリアガス供給装置９に接続されたキャリアガス供給パイプ８のキャリアガスを供給する供給口からキャリアガスを供給するとともに、超音波振動子４に発振器５から発振出力を供給すると、空洞部１ｂ内の洗浄液はキャリアガスによる加速度だけではなく、超音波振動により加速させることができるので、洗浄液を振動させるだけでなく、ジェット流と被洗浄物１０も振動させ、さらに、超音波振動を変調することにより、ジェット流と被洗浄物１０も変調させることにより、微細異物の除去率を高め、かつ複合振動により被洗浄物１０のダメージを防ぐことができる。
このように、本実施例では、高周波超音波を用いると、１５００Ｇ程度の加速度を得ることができ、又、２流体ジェットの液滴速度は４００Ｍ／ｓｅｃ程度の速度をさらに超音波により加速でき、この加速を被洗浄物に液滴として与えると、衝撃波とジェット流が発生し、さらに、被洗浄物１０も振動することにより、異物が除去でき、２流体の加速度を超音波によりさらに、加速できるが、この加速を２流体の加速と同じとすれば、キャリアガスと洗浄液はその分だけ削減でき、又、ケース１の絞り部１ｃに超音速ノズル形状を付加することにより、超音速波を出力でき、又、超音波振動の変調により、被洗浄物１０の振動とジェット流の制御をすることができる。
なお、微細異物の除去ができるため、半導体用では、ウエハやマスクの微細異物を除去することができ、液晶では、液晶基板、カラーフィルタ基板及びニユーメデイア等の高密度、微細品の洗浄ができることから精密洗浄ノズル及び洗浄装置として、利用でき、さらに、ホーン３と金属ブロックの間に超音波振動子４を装着してボルト締めしたランジュバン型振動子を使用すると、さらに、強力な超音波を供給することができる。
本発明の実施例の超音波洗浄装置の側面断面図である。
１ ケース
２ パッキン
３ ホーン
４ 超音波振動子
５ 発振器
６ 洗浄液供給パイプ
７ 洗浄液供給装置
８ キャリアガス供給パイプ
９ キャリアガス供給装置
１０ 被洗浄物

Claims (1)

  1. 上部近傍に内部支持部を設け、該内部支持部の下部に空洞部を形成し、該空洞部から下部に細く絞られた絞り部が形成され、該絞り部の下部に拡大部が形成されたケースと、上端部が太く、下端部が細く形成されて、前記ケースの内部支持部にパッキンを介して支持され、前記ケースの細い絞り部の近傍に前記下端部が位置決めされたホーンと、該ホーンの上端部の上面に装着された圧電体振動子と、前記ケースの前記内部支持部の下部の空洞部に洗浄液を供給する供給口が装着された洗浄液供給パイプと、該洗浄液供給パイプに接続された洗浄液供給装置と、前記洗浄液供給パイプの洗浄液を供給する供給口に対向してキャリアガスを供給する供給口を前記ケースの空洞部に装着したキャリアガス供給パイプと、該キャリアガス供給パイプに接続されたキャリアガス供給装置と、前記ケースの下部の拡大部に対向するように配置された被洗浄物とからなることを特徴とする超音波洗浄装置。
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