[分享] 超声波清洗技术 [复制链接]

一般来说，用Megasonic清洗机实现清洗的目的，主要有两种典型机理：一种是通过声场与粒子的直接作用；另一种是通过声学的声窝现象的间接作用。从园片表面清除颗粒最可能的是与声窝有关的功能在起作用。
　　直至现在，声窝现象还难于监控，但它的存在，对于清除颗粒，是非常重要而基本的。SEZ America Inc. (Mountain View, Calif.)的科学家，与华盛顿大学（西雅图）应用物理实验室的工业及医用超声波中心合作，开发了一种实时的、原型声窝探针用以测定声窝场的瞬时特性和空间特性。在megasonic清洗机上的实验提供了有关声窝行为的信息，该信息意外地使人们对megasonic清洗有了更好的理解。事实上，一些假定被证明是不准确的。详细的研究及结果披露在2002年9月发行的The Journal of the Acoustical Society of America 杂志上。
　　一般常识认为，在高电功率下，megasonic清洗机的运行更为有效。然而，当功率增加超过饱和度水平时，系统不能进行有效的清洗，而且清洗效果会不断地降低。事实上，来自试验的结果证明，在较高功率下（超过300W）无法提供有效的清洗（如图示）。研究人员发现，在高功率下清洗的效力的下降不是由系统的电气性能或系统的变换器引起的，而是液体的声窝效应引起的。特别是，假如声窝太多，在流体中气体体积比例增加了，就将限制声场的传输。



结果显示，给变换器增加功率超过饱和水平后，对声窝产生的数量有副作用，而且降低清洗效率。（资料来源：SEZ America）
　　另一个试验是考察清洗机内的声致冷光通量的作用-这种预先充气成核作用，对于起动声窝初始形成是必需的。当液体在10 分钟内保持静止不被扰动时，随后即刻启动清洗机并进行清洗，声窝活性水平在刚启动的一霎那是相当低的，在随后2分钟内声窝活性会缓慢降低。在清洗机运转之前和运转期间，如果对液体在其成核位置上不断地提供空气气泡，也能观察到液体的类似行为；但声窝地活性水平会高出3倍以上。
　　在最后的实验中，系统保持几分钟不受扰动，然后启动清洗机和启动喷口喷气。试验结果显示声窝活性水平从没有喷气气泡情况下的较低值逐渐增加到有喷气气泡时的喷气气泡起作用时的较高值。这就表明在megasonic清洗机处于清洁模式时有喷气气泡的作用更好。
　　最后人们相信，在连续清洗操作的情况下，无需移动在清洗槽中的硅片，因为声窝的活性在整个清洗区域内是均匀分布的。此外，试验结果还表明了另外一种不同的情况。当进行连续清洗操作时，当检查某一清洗区域，人们会发现变换器会形成一个声窝有活性区，和声窝活性很小的区域。这就能解释为什么在圆片上总是有一个清洗不干净的或清洗不到的区域存在的现象。