近10年來,，超聲波清洗設(shè)備正在朝兩個方面發(fā)展,。其一是,，各種類型的多缸或傳動鏈?zhǔn)交蛏?nbsp;降式超聲清洗生產(chǎn)線相繼面市,；其二是,，低頻超聲波清洗機(jī)向高頻超聲波清洗機(jī)的發(fā)展,。在美國 ,、日本、歐洲以及亞太市場上,，多缸式超聲波清洗設(shè)備總量已呈明顯上升之勢,，高達(dá)總量的50％ ，而多工位半自動,、全自動傳動鏈?zhǔn)交蛏凳匠暡ㄇ逑淳€體設(shè)備也已上升到總量的40％以上,。 

    我國超聲波清洗www.jnthcs.com技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了較好的成效。一是機(jī)械零部件在電鍍前后的清洗或噴涂前 的清洗,，拆修零部件的清洗,，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件,、軸承,、制動器、燃油過濾器,、閥 門的清洗,。二是印制電路板、硅片,、晶片,、元器件殼、座,、鐵路系統(tǒng)用的信號控制繼電器,、元器 件、連接件,、顯像管以及電真空器件等的清洗,。三是眼鏡,、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡,、瞄準(zhǔn)具等光學(xué)系統(tǒng) 及取樣玻璃片的清洗,。四是醫(yī)用器具、食品,、制藥、生化等試驗(yàn)中所用各種瓶罐的清洗,。五是噴 絲頭,、精密模具、精密橡膠件,、珠寶工藝品等的清洗,。 

    我國現(xiàn)有各類超聲波清洗設(shè)備制造企業(yè)近40家，但其分布主要集中在東南沿海地區(qū),。據(jù)統(tǒng)計資料 ,，沿海地區(qū)的廠家占全國總數(shù)的85％，可見經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對超聲波清洗技術(shù)的應(yīng)用不但在先,，而 且廣泛,，普及程度高，同時,，這又證明超聲波清洗技術(shù)在中西部地區(qū)推廣普及的前景十分廣闊,。 就產(chǎn)品水平而言，當(dāng)代產(chǎn)品與20世紀(jì)70—80年代的產(chǎn)品相比,，技術(shù)進(jìn)步也十分明顯,。 
近年來，由于對汽車制動器生產(chǎn)線,、冰箱壓縮機(jī)生產(chǎn)線的傳統(tǒng)清洗工藝實(shí)行技術(shù)改造,，擬采用超 聲波清洗工藝。在國外汽車底盤架,、轎車外殼噴涂前的超聲波清洗,，配合清洗液，將除銹,、 去氧化膜及磷化一次清洗處理完成,，烘干后即可噴漆等都有了新的應(yīng)用和發(fā)展。 

    美國Advanced Sonic Proctssing Svstems公司,，推出一系列大量清洗煤或貴金屬礦物的設(shè)備,，例 如清洗金屬顆粒礦物質(zhì)表面的泥土、膠體類物質(zhì),，使化學(xué)劑發(fā)揮更好的作用,；洗煤粉除灰去硫等 ,，處理率為每小時十幾噸。 

    美國Dvpont公司在新澤西州制藥廠的應(yīng)用報告稱：超聲波清洗能除去反應(yīng)罐或化學(xué)處理桶殼表面 的污物,，比用普通方法節(jié)約能源,，費(fèi)用低且減少環(huán)境污染，清洗過程簡單,，只要在溶器中灌滿水 ,，加熱到65℃，并加入2％的表面活性劑,，進(jìn)行處理2—4h,，即可清洗干凈。 

    歐洲的一些廠家曾清洗過9．1m3的罐,，以前用甲醇加熱到沸點(diǎn)一次處理4—8h,，總共要進(jìn) 行5次清洗才能達(dá)到要求，而且超聲波清洗只需要一次處理即能達(dá)到要求,，既節(jié)省溶劑,，提 率，又減少環(huán)境污染,。 

    隨著超聲波清洗設(shè)備的應(yīng)用范圍越來越廣泛,，各種經(jīng)過不斷完善和改進(jìn)的新穎超聲波清洗設(shè)備正 在取代已面市的老式設(shè)備。 

    兆赫超聲波清洗技術(shù)是指采用頻率700KHz—2MHz的超聲波進(jìn)行清洗,。清洗系統(tǒng)一般由壓 電換能器陳列,、清洗容器和清洗液、高頻電功率發(fā)生器及控制電路等組成,，對于某些特定的清洗 對象,，有時還配有熱空氣烘干、清洗架（籃）及清洗液的過濾循環(huán)系統(tǒng),。 

    兆赫超聲波清洗技術(shù)的主要特點(diǎn),，一是避免了高光潔度物體的表面損傷；二是可除去附著在表面 的亞微米大小的顆粒,；三是浸入液體中,，面向換能器的一面能被洗凈，所以要進(jìn)行兩面清洗,。 

    目前,，國外市場上已有商用的兆赫超聲波清洗設(shè)備。美國Verteq,、Imtec,、ProSys公司已開發(fā)出這 類設(shè)備用于半導(dǎo)體生產(chǎn)線上，在對100—300mm硅片的清洗中，可除去硅片表面上小到0 ．15μm的微小顆粒,，而且可加快漂洗過程并有效地阻止粒子在硅片表面上重新附著,。兆赫 超聲波清洗是國外許多大規(guī)模集成電路制造廠家生產(chǎn)過程中*的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 

    超聲波的作用原理 

    超聲波清洗www.jnthcs.com的原理,，在理論要加以闡述是比較復(fù)雜的,，里面牽涉許多因素和作用，可以體現(xiàn)超聲 波清洗作用的主要有以下三點(diǎn),。 

     （1）空穴作用 

    當(dāng)強(qiáng)力的超聲波輻射到液體中,，清洗液以靜壓（一個標(biāo)準(zhǔn)氣壓）為中心進(jìn)行變化，在壓力到零氣壓 以下時,，溶解在液體中的氧會形成微小氣泡核,，進(jìn)而產(chǎn)生無數(shù)近似真空的微小空洞（空穴）。超聲 波的正壓力時的微小空洞,，在絕熱壓縮狀態(tài)被擠碎，這個發(fā)生在擠碎瞬間的強(qiáng)力沖擊波,，可直接 破壞污染物并使之分散在液中,，形成清洗機(jī)理。試驗(yàn)中這種強(qiáng)力的清洗作用,，能在數(shù)十秒內(nèi)對鋁 箔侵蝕成無數(shù)的小孔,。 

    利用空穴作用的清洗，對去油污的效果比較好,，通常在28KHZ~50KHZ的頻率內(nèi)進(jìn)行機(jī)械另部件 的清洗,，清洗機(jī)的超聲波強(qiáng)度大多設(shè)定在0．5~1w／cm2。 

     （2）加速度 

    清洗液體經(jīng)超聲波輻射,，液體分子發(fā)生振動,，這種振動加速度在28KHZ時是重力加速度的103倍 ，在950KHZ時將達(dá)到105倍,，由這個強(qiáng)力加速度可以對受污物的表面實(shí)行剝離清洗,。然而， 950KHZ的超聲波不產(chǎn)生空穴,，不適應(yīng)去油污的清洗,，只能在電子工業(yè)的半導(dǎo)體制造中，對亞微 米粒子的污染進(jìn)行清洗,。 

     （3）物理化學(xué)反應(yīng)的促進(jìn)作用 

    由空穴作用使液體局部發(fā)生高溫高壓（1000氣壓,，5500℃），再經(jīng)振動產(chǎn)生的攪拌,，促使化學(xué)或物 理作用的相乘,，液體不斷地乳化分散，進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的速率,。 

    清洗液深度的確定 

    液體中的超聲波會因行波,、回波的相互干擾及強(qiáng)合結(jié)果,，將形成“駐波”現(xiàn)象，（見 圖1）,。確定產(chǎn)生駐波的液體深度,，能得到的超聲波輻射效果。產(chǎn)生駐波的液體深度,，可用下 面公式計算,。

    液深（λ/2）＝聲速/頻率÷2 

    這個液體深度的正倍數(shù)數(shù)值，也是的深度,，例在20℃水溫,，28K1c時液深為27mm、 54mm,、81mm等等,，38KHZ時液深為21mm、42mm,、63mm等,，但是，不同的液體,、液溫及超 聲振蕩器,，其駐波發(fā)生情況是不同的。參見表1,。
表 1 駐波的產(chǎn)生情況比較
    清洗液 聲 速 λ/2 

    水 20℃ 1483mm 27mm 

    氟里昂 20℃ 717mm 13mm 

     IPA 20℃ 1168mm 21mm 

    酸堿清洗劑 20℃ 1483mm 27mm

    超聲波產(chǎn)生方式和清洗條件的設(shè)定 

    超聲波www.jnthcs.com的產(chǎn)生方式由表2表示,，可按不同的清洗目的加以選擇，目前常用的是能進(jìn)行強(qiáng)力清洗的 連續(xù)振蕩方式,。頻率調(diào)制和多頻率的方式,，清洗時清洗不均現(xiàn)象較多，對污染嚴(yán)重物體的清洗不 太適應(yīng),。
表 2 超聲波的產(chǎn)生方式
    方 式     內(nèi) 容       特 征 

    連續(xù)振蕩 振幅及頻率是固定的 可強(qiáng)力清洗,。由駐波作用使清洗不均，應(yīng)增加搖動,，達(dá)到清洗均 勻性,。 

    加寬調(diào)制 振幅變化 有良好的脫氣效果，對不同物體清洗性好,，噪聲大,。 

    頻率調(diào)制（FM振蕩） 振蕩頻率實(shí)行數(shù)千赫的變化 能均勻地清洗。清洗效率差,，平均輸出功率低 ,。 

    同時多頻率 多種頻率同時發(fā)生 形成均衡的聲場，清洗均勻，不易得到強(qiáng)力的超聲波,。 

    多頻率交替 每一種頻率發(fā)生復(fù)數(shù)個頻率 清洗均衡,，不易得到強(qiáng)力清洗。 

    圓錐形輻射清洗 用不銹鋼制成的共振體進(jìn)行超聲波輻射,。一般在清洗不充分場合使用 可獲得常 規(guī)超聲波10倍或20倍的強(qiáng)度,，性能高。 但清洗面小,，噪聲大

    清洗條件的選擇設(shè)定主要有以下數(shù)點(diǎn),。 

     •清洗位置：將清洗物置于駐波壓力zui大的位置，可獲得*的清洗效果,。但是比駐波大 的物體清洗時,，易產(chǎn)生清洗不均，這時應(yīng)將物體在上下數(shù)十毫米內(nèi)加以搖動,，這是減少清洗不良 的常用方法,。 

     •由網(wǎng)孔引起的衰減：在清洗小型另件時，多使用網(wǎng)籃方式,，網(wǎng)籃網(wǎng)孔的大小不當(dāng),，會造 成超聲波衰減，使清洗力降低,，例在28KHZ場合，網(wǎng)籃的網(wǎng)孔直徑需在5mm以上,，才可正常清洗 ,。如小的螺釘清洗時，網(wǎng)孔zui小要做到1mm,，如果衰減大,，使用0．1-0．5mm的薄板網(wǎng)藍(lán)，也 可得到正常清洗效果,。 

     •頻率：對于頻率因素涉及的清洗效果,，大體可這樣認(rèn)為，采用頻率低的針對較難清洗的 污垢,，頻率高的,，適合于精密清洗場合。 

     •液體溫度：隨著液溫的上升,，液中生存的氣泡會遮斷聲波,，使超聲波減弱，但是在常規(guī) 做法上都以提高液溫來增加清洗能力,。適合的液溫要針對不同的清洗液和清洗物來確定,，一般場 合液溫在5060℃比較適當(dāng)。 

    清洗工序和清洗裝置 

    清洗工序的設(shè)定要根據(jù)污染的類型，污染程度,，處理批量來決定,，譬如，眼鏡片的清洗一般要10 個工序,。在使用水系清洗劑時,，zui基本的工序制定如下： 

    超聲波清洗（水系清洗劑）→超聲波清洗（純水、自來水）→脫水 （干燥） 

    干燥處理對清洗物的清洗性優(yōu)劣非常重要,，常見的干燥方法有熱風(fēng)干燥,、通風(fēng)干燥、真空干燥,、 離心脫水干燥,、IPA提升干燥等，可按照生產(chǎn)批量,、成本,、產(chǎn)品精度、被洗物形狀等加以選擇,。 

    工業(yè)用超聲波清洗機(jī)多為單槽或雙槽式,、自動清洗形式的清洗機(jī)也有多槽形式。近年來,，半導(dǎo)體 行業(yè)用的清洗方式大多采用帶950KHZ超聲槽的單枚式“US噴淋”高頻清洗,，可得到 高性能的清洗結(jié)果，“US噴淋”的方式是將載有950KHZ超聲波所形成的水帷幕,，用 于液晶玻璃,、電路芯片的超精密清洗，塵粒子可接近“零”的程度,。 

    今后不同產(chǎn)品的濕式清洗,，如需100％地發(fā)揮清洗劑的性能作用，對超聲清洗裝置將會提出更高 的要求,。