CN113020079A - 一种定向双流体清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定向双流体清洗方法，包括：工件在第一方向单向移动，定向双流体清洗喷嘴机构沿与第一方向相交的第二方向往返移动并对工件表面清洗，从而将工件表面分成已清洗区和待清洗区，其中，定向双流体清洗喷嘴机构具有固定连接的双流体清洗喷嘴单元和气体定向喷嘴单元；双流体清洗喷嘴单元持续向待清洗区喷射双流体并在待清洗区上形成冲击区，气体定向喷嘴单元向已清洗区的一侧边缘持续喷射定向气体射流，形成包裹住该一侧边缘的边界层，边界层与双流体冲击耦合捕集飞溅的液体，并将该液体向待清洗区定向转移；本发明的定向双流体清洗方法用于对工件进行清洗，清洗效率高，清洗速度快，具有较好的清洗质量。

Description

一种定向双流体清洗方法

技术领域

本发明涉及工件清洗技术领域，尤其是一种定向双流体清洗方法。

背景技术

双流体清洗(two fluid cleaning)可以广泛应用于清除半导体晶圆、光罩、光电玻璃等各种精密表面的污染物；通常的双流体清洗，主要通过喷雾来产生合适能量的液滴，利用液滴产生的表面冲击波射流来移除颗粒等脏污，同时不会对精密表面产生损伤。

要获得非常高的双流体清洗效率，除了要有足够、合适的冲击力使脏污从表面剥离之外，剥离后的脏污如何高效即时地从清洗区转移出去往往是瓶颈。

在双流体清洗中，液体即是能量的载体，又是脏污转移的载体；但是传统的双流体清洗技术中，液滴和气体的混合物冲向工件表面后会产生飞溅的液滴，部分载带脏污的液滴又重新滴到工件已经清洗的表面，

如专利号为US8037891B2、专利名称为《 Two-fluid nozzle for cleaningsubstrate and substrate cleaning apparatus》（《用于清洗基板和基板清洗装置的双流体喷嘴》）的美国专利，如图10所示，液滴和气体的混合物直接冲击待清洗表面后，部分液体飞溅分散来不及载带脏污就浪费掉，更严重的有部分已经载带脏污的又重新飞回已清洗区。

为了解决上述问题，专利号为US6708903B2、专利名称为《wo-fluid cleaning jetnozzle, cleaning equipment and method of fabricating semiconductor deviceemploying the same》（《双流体清洗喷嘴，清洗设备以及使用其的半导体器件的制造方法》）的美国专利提出在双流体喷嘴的出口增加引导气体偏转的导流结构如图11所示，即在冲击区上方形成一个气流隔离层，飞溅的液滴被该气流捕获，带出被清洗区；但是该方案受喷嘴的限制，双流体清洗的作用面积一般很小，大约在几个平方毫米；因此，如果清洗对象的面积比较大，则需要通过移动双流体喷嘴来实现对清洗对象的扫描覆盖如图12所示，图中右部分为被双流体清洗喷嘴清洗过的已清洗区，左部分为未被清洗过的待清洗区，虽然导流结构抑制了液体向双流体冲击区内的飞溅，但是仍然不能阻止四面流动的表面液流将脏污带回已清洗区，因此需要寻找一种能够解决此类问题的方法。

发明内容

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本发明提供了一种定向双流体清洗方法，包括以下步骤：

工件在第一方向进行单向移动，所述定向双流体清洗喷嘴机构沿与所述第一方向相交的所述第二方向进行往返移动并对所述工件表面进行清洗，从而将所述工件表面分成已清洗区和待清洗区，其中，所述定向双流体清洗喷嘴机构具有双流体清洗喷嘴单元和与该双流体清洗喷嘴单元固接的气体定向喷嘴单元；所述定向双流体清洗喷嘴机构对所述工件表面进行清洗的方法为：所述双流体清洗喷嘴单元持续向工件的待清洗区喷射双流体，所述双流体在所述待清洗区上形成冲击区，位于所述已清洗区上方并指向所述待清洗区的所述气体定向喷嘴单元持续喷射定向气体射流，所述定向气体射流射向所述冲击区朝向所述已清洗区的一侧边缘，并形成包裹住该一侧边缘的边界层，所述边界层的流动方向与所述第一方向之间具有夹角α，-90°＜α＜90°；所述边界层与所述双流体冲击耦合捕集飞溅的液体，并将该液体向所述待清洗区定向转移。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，传统的双流体清洗技术中，液滴和气体的混合物冲向工件表面后会产生飞溅的液滴，部分载带脏污的液滴又重新滴到工件已经清洗的表面；而本发明公开的定向双流体清洗方法，工件在第一方向持续进行单向移动，定向双流体清洗喷嘴机构沿第二方向进行往返移动并对所述工件表面进行清洗，从而在总体上实现定向双流体清洗喷嘴机构对工件的弓字形定向扫面清洗运动，随着清洗的进行，已清洗区沿第一方向逐步覆盖整个表面；其中，双流体清洗喷嘴单元持续向工件的待清洗区喷射双流体，气体定向喷嘴单元持续喷射定向气体射流并在双流体的冲击区周边形成边界层，该边界层与双流体冲击耦合，能够捕集冲击区内和向已清洗区飞溅的液体，并将该液体向待清洗区快速定向转移，因此，使用本发明的定向双流体清洗装置能够将冲击区向四面八方产生的微小液流压缩到边界层的一侧（工件的待清洗一侧，即、气液两相区），强化了冲击区内脏污的转移能力，在相同清洗效率的前提下，能够将清洗速度提高5~10倍，而且具有较好的清洗质量。

另外，根据本发明公开的一种定向双流体清洗方法还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述边界层由横截面为弧状的第一层和两个分别与该第一层的两端连接的第二层构成，所述第一层包裹住所述冲击区的所述一侧边缘，两个所述第二层远离所述第一层的一端分别延伸至所述待清洗区，且所述冲击区位于所述第一层以及两个所述第二层之间。

更进一步地，每个所述第二层沿所述边界层的流动方向分别向远离另外一个所述第二层的方向倾斜。

所述边界层的横截面近似为抛物线形状，该边界层一端封闭，另一端具有开口并以冲击区为中心对称设置且延伸至待清洗区。

进一步地，所述定向气体射流的射流速度为≥10 m/s。

进一步地，所述定向气体射流的射出方向与工件工件表面之间具有夹角θ，θ≤60°。

进一步地，所述定向气体射流为干燥气流。

进一步地，所述第一方向与所述第二方向垂直。

进一步地，所述边界层的厚度为1mm-20mm。

进一步地，所述双流体的液滴粒径为100-400 um；所述双流体的射流速度大于等于250 m/s。

进一步地，所述工件在所述第一方向的移动速度大于所述定向双流体清洗喷嘴机构在所述第二方向的移动速度。

更进一步地，所述工件在所述第一方向的移动速度为5mm/s,所述定向双流体清洗喷嘴机构在所述第二方向的移动速度为400mm/s。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的实施例中定向双流体清洗喷嘴机构的结构原理图；

图2为本发明的实施例中边界层流动方向的俯视图；

图3为本发明的实施例中定向双流体清洗装置的结构示意图；

图4为本发明的实施例中定向双流体清洗装置进行清洗工件时在工件表面形成的冲击射流的分区示意图；

图5为本发明的实施例中定向双流体清洗装置进行清洗工作时在清洗表面形成清洗扫描轨迹示意图；

图6为本发明的实施例中定向双流体清洗装置关闭气体定向喷嘴单元后的清洗效果示意图；

图7为本发明的实施例中定向双流体清洗装置的清洗效果示意图；

图8为工件待清洗表面与经过由空气和水形成的双流体清洗后的工件表面的对比示意图；

图9为工件待清洗表面与经过本发明的实施例中双流体清洗喷嘴单元产生的双流体清洗后的工件表面的对比示意图；

图10为现有技术中一种双流体喷嘴的结构示意图；

图11为现有技术中另一种双流体喷嘴的结构示意图；以及

图12为图11中的双流体喷嘴工件进行清洗的原理示意图。

其中，1为已清洗区，2为待清洗区，3为双流体清洗喷嘴单元，4为气体定向喷嘴单元，5为第一方向，6为边界层的流动方向，7为双流体发生器，8为加速管，9为双流体喷嘴，10为同步支架，11为载具，12为工件表面，13为X方向的直线运动模组，14为Y方向的直线运动模组，15为边界层，16为冲击区，17为纯气相区，18为第二方向，19为工件，20为定向双流体清洗喷嘴机构，21为气液两相区，a为脏污点。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件；下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的构思如下，提供一种定向双流体清洗方法，工件在第一方向进行单向移动，定向双流体清洗喷嘴机构沿第二方向进行往返移动并对所述工件表面进行清洗，从而在总体上实现定向双流体清洗喷嘴机构对工件的弓字形定向扫面清洗运动，随着清洗的进行，已清洗区沿第一方向逐步覆盖整个表面；其中，双流体清洗喷嘴单元持续向工件的待清洗区喷射双流体，气体定向喷嘴单元持续喷射定向气体射流并在双流体的冲击区周边形成边界层，该边界层与双流体冲击耦合，能够捕集飞溅的液体，并将该液体向待清洗区快速定向转移，因此，使用本发明的定向双流体清洗装置能够将冲击区向四面八方产生的微小液流压缩到边界层的一侧（工件的待清洗一侧，即、气液两相区），强化了冲击区内脏污的转移能力，在相同清洗效率的前提下，能够将清洗速度提高5~10倍，而且具有较好的清洗质量。

下面将参照附图来描述本发明的定向双流体清洗方法，其中图1为本发明的实施例中定向双流体清洗喷嘴机构的结构原理图；图2为本发明的实施例中边界层流动方向的俯视图；图3为本发明的实施例中定向双流体清洗装置的结构示意图；图4为本发明的实施例中定向双流体清洗装置进行清洗工作时在工件表面形成的冲击射流的分区示意图；图5为本发明的实施例中定向双流体清洗装置进行清洗工作时在清洗表面形成清洗扫描轨迹示意图；图6为本发明的实施例中定向双流体清洗装置关闭气体定向喷嘴单元后的清洗效果示意图；图7为本发明的实施例中定向双流体清洗装置的清洗效果示意图；图8为工件待清洗表面与经过由空气和水形成的双流体清洗后的工件表面的对比示意图；图9为工件待清洗表面与经过本发明的实施例中双流体清洗喷嘴单元产生的双流体清洗后的工件表面的对比示意图；图10为现有技术中一种双流体喷嘴的结构示意图；图11为现有技术中另一种双流体喷嘴的结构示意图；以及图12为图11中的双流体喷嘴工件进行清洗的原理示意图。

如图1至图5所示，根据本发明的实施例的定向双流体清洗方法，用于对工件（基板、半导体晶片、光罩、光电玻璃等具有各种精密表面的工件）上的包含有机脏污（例如指纹、油脂）的脏污进行清洗，包括以下步骤：

工件19在第一方向5持续或间歇式进行单向移动，所述定向双流体清洗喷嘴机构20沿与所述第一方向5相交的所述第二方向18进行往返移动并对所述工件表面12进行清洗，从而将所述工件表面12分成已清洗区1和待清洗区2，其中，所述定向双流体清洗喷嘴机构20具有双流体清洗喷嘴单元3和与该双流体清洗喷嘴单元3固接的气体定向喷嘴单元4；所述定向双流体清洗喷嘴机构20对所述工件表面12进行清洗的方法为：所述双流体清洗喷嘴单元3持续向工件19的待清洗区2喷射双流体，所述双流体在所述待清洗区2上形成冲击区16，位于所述已清洗区1上方并指向所述待清洗区2的所述气体定向喷嘴单元4持续喷射定向气体射流，所述定向气体射流射向所述冲击区16朝向所述已清洗区1的一侧边缘，并形成包裹住该一侧边缘的边界层15，所述边界层15的流动方向6与所述第一方向5之间具有夹角α，-90°＜α＜90°（如图2所示，横向箭头表示第一方向5，所述边界层15的流动方向6为图中右部分指向左部分，即自工件19的已清洗区1指向待清洗区2）；所述边界层15与所述双流体冲击耦合捕集飞溅的液体，并将该液体向所述待清洗区2定向转移。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，如图8-图10所示，传统的双流体清洗技术中，液滴和气体的混合物冲向工件表面12后会产生飞溅的液滴，部分载带脏污的液滴又重新滴到工件19已经清洗的表面；而本发明公开的定向双流体清洗方法，工件19在第一方向5持续进行单向移动，定向双流体清洗喷嘴机构20沿第二方向18进行往返移动并对所述工件表面12进行清洗，从而在总体上实现定向双流体清洗喷嘴机构20对工件19的弓字形定向扫面清洗运动，如图5所示，随着清洗的进行，已清洗区1沿第一方向5逐步覆盖整个表面；其中，双流体清洗喷嘴单元3持续向工件19的待清洗区2喷射双流体，气体定向喷嘴单元4持续喷射定向气体射流并在双流体的冲击区16周边形成边界层15，该边界层15与双流体冲击耦合，能够捕集冲击区16内和向已清洗区1飞溅的液体，并将该液体向待清洗区2快速定向转移，因此，使用本发明的定向双流体清洗装置能够将冲击区16向四面八方产生的微小液流压缩到边界层15的一侧（工件19的待清洗一侧，即、气液两相区21），强化了冲击区16内脏污的转移能力，在相同清洗效率的前提下，能够将清洗速度提高5~10倍，而且具有较好的清洗质量。

另外，根据本发明公开的一种定向双流体清洗方法还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述双流体清洗喷嘴单元3的输入端与液态水连通。

根据本发明的一些实施例，所述边界层15由横截面为弧状的第一层和两个分别与该第一层的两端连接的第二层构成，所述第一层包裹住所述冲击区16的所述一侧边缘，两个所述第二层远离所述第一层的一端分别延伸至所述待清洗区2，且所述冲击区16位于所述第一层以及两个所述第二层之间。

根据本发明的一些实施例，每个所述第二层沿所述边界层的流动方向6分别向远离另外一个所述第二层的方向倾斜。

所述边界层15的横截面近似为抛物线形状，该边界层15一端封闭，另一端具有开口并以冲击区16为中心对称设置且延伸至待清洗区2，如图4所示。

根据本发明的一些实施例，所述定向气体射流的射流速度为≥10 m/s。

根据本发明的一些实施例，所述定向气体射流的射出方向与工件19工件表面12之间具有夹角θ，θ≤60°，如图1所示。

根据本发明的一些实施例，所述定向气体射流为干燥气流。

根据本发明的一些实施例，所述第一方向5与所述第二方向18垂直。

根据本发明的一些实施例，所述边界层15的厚度（即所述边界层15自上而下的高度）为1mm-20mm。

根据本发明的一些实施例，所述双流体的液滴粒径为100-400 um；所述双流体的射流速度大于等于250 m/s。

根据本发明的一些实施例，所述工件19在所述第一方向5的移动速度小于所述定向双流体清洗喷嘴机构20在所述第二方向18的移动速度。

根据本发明的一个实施例，所述工件19在所述第一方向5的移动速度为5mm/s,所述定向双流体清洗喷嘴机构20在所述第二方向18的移动速度为400mm/s。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于上述定向双流体清洗方法的定向双流体清洗喷嘴机构20，用于对工件19（基板、半导体晶片、光罩、光电玻璃等具有各种精密表面的工件19）进行清洗，包括：双流体清洗喷嘴单元3；以及与所述双流体清洗喷嘴单元3固定连接的用于向所述双流体清洗喷嘴单元3的冲击区16的一侧边缘喷射定向气流的气体定向喷嘴单元4，如图1所示。

本发明公开的定向双流体清洗喷嘴机构20，双流体清洗喷嘴单元3持续向工件19的待清洗区2喷射双流体，双流体在待清洗区2上形成冲击区16，位于工件19的已清洗区1上方并指向待清洗区2的气体定向喷嘴单元4持续喷射定向气体射流，定向气体射流射向冲击区16的一侧边缘，在冲击区16周边形成自已清洗区1射向冲击区16的横截面近似为抛物线形状的边界层15，该边界层15一端封闭，另一端具有开口并以冲击区16为中心对称设置且延伸至待清洗区2，且其封闭端包裹住冲击区16与所述双流体冲击耦合，从而能够捕集四处飞溅的液体，尤其是向冲击区16内和向已清洗区1飞溅的液体，并将该液体向待清洗区2快速定向转移，因此，使用本发明的定向双流体清洗喷嘴机构20能够将冲击区16向四面八方飞溅的微小液流压缩到边界层15的一侧（工件19的待清洗一侧，即、气液两相区21），强化了冲击区16内脏污的转移能力，在相同清洗效率的前提下，能够将清洗速度提高5~10倍，而且具有较好的清洗质量。

另外，根据本发明公开的一种定向双流体清洗喷嘴机构20还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述气体定向喷嘴单元4的喷射方向与所述双流体清洗喷嘴单元3的喷射方向之间具有不小于三十度且为锐角的夹角。

根据本发明的一些实施例，所述双流体清洗喷嘴单元3包括输入端（即图3所示的上端）用于接入液态水的相变型的双流体发生器7、输入端与所述双流体发生器7的输出端连接且连通的加速管8、以及与所述加速管8连接的双流体喷嘴9，如图3所示。

根据本发明的一个实施例，所述双流体发生器7用于接入超纯水，其中，超纯水为电阻率不小于18MΩ的水。

相变型的双流体发生器7将超纯水转化为水蒸气和液态水的混合物，实现气与液双流体；气液双流体通过加速管8进入双流体喷嘴9，通过加速管8让高流速的蒸汽气流充分给液体水加速，然后从双流体喷嘴9中喷出，形成高速液滴射流（即上述双流体）。

根据本发明的一些实施例，所述水蒸气和液态水的混合物形成含有微纳气泡的微小液滴。

如图8所示，其中，图左部分为表面具有脏污点a的工件，图右部分为经过由空气和水形成的双流体清洗后的工件表面，当使用空气和液滴（水）形成的双流体对手机玻璃背板表面的待清洗点（即图中的脏污点a）的指纹等有机脏污进行清洗时，可以明显看出，手机玻璃背板仍存在脏污痕迹；使用本发明的双流体清洗喷嘴单元3对手机玻璃背板表面进行清洗，其中，双流体清洗喷嘴单元3与液态水连通，如图9所示，图左部分为表面具有脏污点a的工件，图右部分为经过本发明的实施例中双流体清洗喷嘴单元产生的双流体清洗后的工件表面，通过图9可以看出本发明的实施例中双流体清洗喷嘴单元3产生的双流体能够有效对手机玻璃背板表面的待清洗点的指纹等有机脏污进行有效清洗；因此使用本案的双流体清洗喷嘴单元3能够对工件7上的包含有机脏污在内的脏污进行有效清洗。

根据本发明的一些实施例，所述双流体发生器7、所述加速管8、所述双流体喷嘴9依次同轴连接。

根据本发明的一些实施例，所述气体定向喷嘴单元4的输入端用于与干燥气源连通。

传统的双流体清洗技术，在清洗完成后，需要通过高速离心与风干来对工件19的清洗表面进行风干；而本案的定向双流体清洗喷嘴机构20，如图4所示，边界层15的右侧即为包含已清洗区1的纯气相区17，通过气体定向喷嘴单元4在实现高效清洗的同时，也完成了已清洗区1的干燥操作，效率高，成本低。

根据本发明的一些实施例，所述气体定向喷嘴单元4通过同步支架10与所述双流体清洗喷嘴单元3固定连接，如图3所示。

根据本发明的另一方面，还提供了一种定向双流体清洗装置，该定向双流体清洗装置包括上述的定向双流体清洗喷嘴机构20。

另外，根据本发明公开的一种定向双流体清洗装置还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述定向双流体清洗装置还包括：工件19承载部，所述工件19承载部包括载具11、以及用于驱动所述载具11在第一水平方向上移动的载具11驱动单元；位于所述工件19承载部上方的清洗部，所述清洗部包括所述定向双流体清洗喷嘴机构20以及驱动所述定向双流体清洗喷嘴机构20在第二水平方向上移动的清洗驱动单元，所述第二水平方向与所述第一水平方向相交，如图3所示。

工件19在第一方向5进行单向移动，所述定向双流体清洗喷嘴机构20沿与所述第一方向5相交的所述第二方向18进行往返移动并对所述工件表面12进行清洗，从而将所述工件表面12分成已清洗区1和待清洗区2，并在总体上实现定向双流体清洗喷嘴机构20对工件19的弓字形定向扫面运动，随着清洗的进行，已清洗区1沿第一方向5逐步覆盖整个表面；同时，气体定向喷嘴单元4持续喷射定向气体射流，在冲击区16周边形成边界层15且边界层15的流动方向6与第一方向5之间具有夹角α，-90°＜α＜90°，该边界层15能够捕集四处飞溅的液体，尤其是向冲击区内和向已清洗区飞溅的液体，并将该液体向待清洗区2快速定向转移，因此，使用本发明的定向双流体清洗装置能够将冲击区16向四面八方产生的微小液流压缩到边界层15的一侧（工件19的待清洗一侧，即、气液两相区21），强化了冲击区16内脏污的转移能力，在相同清洗效率的前提下，能够将清洗速度提高5~10倍，而且具有较好的清洗质量。

根据本发明的一些实施例，所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直。

根据本发明的一些实施例，所述双流体清洗喷嘴单元3的喷射方向垂直于所述载具11的承载面；所述气体定向喷嘴单元4的喷射方向与所述载具11的承载面之间具有夹角θ，θ≤60°，如图1所示。

根据本发明的一个实施例，所述定向双流体清洗装置包括一个X-Y运动工作台；其X方向（即、第一方向5）的直线运动模组上安装载具11，载具11用于承载工件19；其Y方向（即、第二方向18）的直线运动模组上安装相变型的双流体发生器7，该相变型的双流体发生器7用于将超纯水转化为水蒸气和液态水的混合物，实现气与液双流体，气液双流体通过加速管8流入双流体喷嘴9，加速管8用于让高流速的蒸汽气流充分给液体水加速，然后从双流体喷嘴9中喷出，形成粒径在100~400 um左右、速度约300 m/s的高速液滴射流，该双流体喷嘴9的有效直径约2mm。在与双流体喷嘴9的同一高度上（10mm），安装有长为14mm、宽1mm且与XY平面夹角为30°的线性射流喷嘴（即、上述的气体定向喷嘴单元4），该线性射流喷嘴的输入端接入压缩空气，向工件表面12射出流速约100 m/s的定向气体射流；线性射流喷嘴通过同步支架10与双流体喷嘴9连接，实现运动同步；X-Y运动工作台的X方向的直线运动模组14驱动载具11作往复运动，Y方向的直线运动模组13驱动双流体喷嘴9和线性射流喷嘴做单向同步运动，在总体上实现双流体喷嘴9和定向射流喷嘴对工件19的弓字形的扫面运动。Y轴往复运动速度为400mm/s, X轴单向运动速度为 5 mm/s，如图3所示。

其中，超纯水为电阻率不小于18MΩ的水。

使用本发明的定向双流体清洗装置对手机玻璃背板表面进行清洗，其中，双流体清洗喷嘴单元3与液态水连通，如图6所示，当关闭定向气体射流时，在扫描清洗过程中，手机玻璃背板表面的指纹等脏污四散随机分布；如图7所示，当开启定向气体射流，则出现明显的已清洗区1和未清洗区分界线，在实现高效清洗的同时，也完成了已清洗区1的干燥，由图6和图7可以看出，本实施例的定向双流体清洗装置能够将冲击区16向四面八方产生的微小液流压缩到边界层15的一侧（工件19的待清洗一侧，即、气液两相区21），强化了冲击区16内脏污的转移能力，在相同清洗效率的前提下，能够将清洗速度提高5~10倍，而且具有较好的清洗质量，实现了高效清洗。

任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种定向双流体清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

工件在第一方向进行单向移动，所述定向双流体清洗喷嘴机构沿与所述第一方向相交的所述第二方向进行往返移动并对所述工件表面进行清洗，从而将所述工件表面分成已清洗区和待清洗区，

其中，所述定向双流体清洗喷嘴机构具有双流体清洗喷嘴单元和与该双流体清洗喷嘴单元固接的气体定向喷嘴单元；所述定向双流体清洗喷嘴机构对所述工件表面进行清洗的方法为：所述双流体清洗喷嘴单元持续向工件的待清洗区喷射双流体，所述双流体在所述待清洗区上形成冲击区，位于所述已清洗区上方并指向所述待清洗区的所述气体定向喷嘴单元持续喷射定向气体射流，所述定向气体射流射向所述冲击区朝向所述已清洗区的一侧边缘，并形成包裹住该一侧边缘的边界层，所述边界层的流动方向与所述第一方向之间具有夹角α，-90°＜α＜90°；所述边界层与所述双流体冲击耦合捕集飞溅的液体，并将该液体向所述待清洗区定向转移。

2.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述定向气体射流的射流速度为≥10 m/s。

3.根据权利要求1或2所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述定向气体射流的射出方向与工件工件表面之间具有夹角θ，θ≤60°。

4.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述边界层由横截面为弧状的第一层和两个分别与该第一层的两端连接的第二层构成，所述第一层包裹住所述冲击区的所述一侧边缘，两个所述第二层远离所述第一层的一端分别延伸至所述待清洗区，且所述冲击区位于所述第一层以及两个所述第二层之间。

5.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，每个所述第二层沿所述边界层的流动方向分别向远离另外一个所述第二层的方向倾斜。

6.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述定向气体射流为干燥气流。

7.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

8.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于， 所述边界层的厚度为1mm-20mm。

9.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述双流体的液滴粒径为100-400 um；所述双流体的射流速度大于等于250 m/s。

10.根据权利要求1所述的一种定向双流体清洗方法，其特征在于，所述工件在所述第一方向的移动速度小于所述定向双流体清洗喷嘴机构在所述第二方向的移动速度。

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