JP2008093529A - 洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品、光学部品、ガラス基板その他精密洗浄が要求されるワークの洗浄に対して超音波洗浄やシャワー洗浄が併用される場合であっても、洗浄液中のパーティクルを効果的に除去することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供する。
【解決手段】給液部材７０から洗浄液４６が供給される洗浄槽３７と、洗浄槽３７から溢れた洗浄液が流入するオーバーフロー槽３８と、洗浄槽３７及びオーバーフロー槽３８の一方又は両方の洗浄液を排出制御する洗浄液排出制御機構と、排出された洗浄液をろ過した後に給液部材７０に導く循環経路４３Ａ，４３Ｂとを有し、前記の洗浄液排出制御機構が、洗浄槽３７の最下層部から洗浄液４６を排出する第１排出口１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと、オーバーフロー槽３８から洗浄液を排出する第２排出口１２と、第１排出口から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第１バルブ２１と、第２排出口１２から排出される洗浄液の液流制御を行う第２バルブ２２とを備える洗浄装置１により、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄液中のパーティクルを効果的に除去することができる洗浄装置及び洗浄方法に関する。

電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（以下、「ワーク」という。）を洗浄処理するための洗浄装置として、洗浄槽とオーバーフロー槽とで構成されるオーバーフロー型の洗浄装置が知られている。一般的なオーバーフロー型の洗浄装置は、ろ過装置を経由した循環経路から洗浄槽に洗浄液が供給され、その洗浄槽から溢れた洗浄液がオーバーフロー槽に流れ込み、オーバーフロー槽に設けられた排出口が循環経路に連結した循環構造になっている。

しかし、従来のオーバーフロー型の洗浄装置では、ワークを洗浄した際に発生した塵埃等がパーティクルとして洗浄槽内に残り、洗浄槽からワークを引き上げる際にそのパーティクルがワークに再付着するという問題があった。また、パーティクルのなかには、比較的軽くて洗浄液表面付近に浮遊するものや、比較的重くて洗浄槽の底部に沈むもの等があり、こうしたパーティクルを除去することが要請されていた。

こうした問題に対し、例えば特許文献１には、洗浄槽とオーバーフロー槽との間に送液ポンプとフィルタを経由する循環路を接続し、ワークを洗浄槽の薬液中に浸漬した状態で薬液を循環送流させながら洗浄する洗浄装置において、薬液循環路に複数の弁を接続し、ワークの洗浄タクトに合わせて、洗浄開始から搬出までの洗浄工程では洗浄槽底部から供給した薬液をオーバーフロー態様で順流循環させ、次のワーク搬入までの待ち工程では薬液がオーバーフロー槽から洗浄槽に流れ込み、洗浄槽底部から排出されるように逆流循環させてワーク洗浄を行う洗浄装置が提案されている。この洗浄装置では、上記の順流循環によって比較的軽くて洗浄液表面付近に浮遊するパーティクルを洗浄槽内から除去し、上記の逆流循環によって比較的重くて洗浄槽の底部に沈むものを洗浄槽内から排出することができるとされ、上記の再付着の問題を解決できるとされている。
特開平６−１２４９３４号公報

オーバーフロー型の洗浄装置で特に問題になるのは洗浄液表面に浮遊するパーティクルであるが、上記特許文献１に記載の洗浄装置で行う方法はワークを入れ替える毎に循環経路を逆にするので、比較的軽いパーティクルが洗浄液内に均等に混ざり込んでしまい、オーバーフロー態様での順流循環時間が十分に長くない場合には効果的に除去できないおそれがある。

また、電子部品、光学部品、ガラス基板その他の精密洗浄が要求されるワークに対しては、超音波洗浄やシャワー洗浄が併用されることがあり、洗浄槽内には、例えば超音波洗浄機やシャワー洗浄部材が常に存在している場合がある。このような場合においては、上記特許文献１に記載の洗浄装置で行う方法のようにワークを入れ替える毎に循環経路を逆にしても洗浄槽内での液の流れが複雑になり、重さの異なるパーティクルを十分に除去できないおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電子部品、光学部品、ガラス基板その他精密洗浄が要求されるワークの洗浄に対して超音波洗浄やシャワー洗浄が併用される場合であっても、洗浄液中のパーティクルを効果的に除去することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の洗浄装置は、給液部材から洗浄液が供給される洗浄槽と、該洗浄槽から溢れた洗浄液が流入するオーバーフロー槽と、前記洗浄槽及び前記オーバーフロー槽の一方又は両方の洗浄液を排出制御する洗浄液排出制御機構と、排出された前記洗浄液をろ過した後に前記給液部材に導く循環経路とを有し、前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の最下層部から洗浄液を排出する第１排出口と、前記オーバーフロー槽から洗浄液を排出する第２排出口と、前記第１排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第１バルブと、前記第２排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第２バルブとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、洗浄槽及びオーバーフロー槽の一方又は両方の洗浄液の排出が洗浄液排出制御機構により制御でき、その洗浄液排出制御機構が上記の第１排出口と第２排出口と第１バルブと第２バルブとを備えるので、第１及び第２バルブで液流を制御することにより、例えば洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを選択的に除去する液循環や、洗浄槽底部に沈む比較的重いパーティクルを選択的に除去する液循環を行うことができる。その結果、様々な条件下で洗浄が行われる場合であっても、洗浄液中のパーティクルをその汚染状況に応じて効果的に除去することができる。

本発明の洗浄装置の好ましい態様としては、前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の中間層部から洗浄液を排出する第３排出口と、該第３排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第３バルブとを更に備えている。この発明によれば、洗浄液排出制御機構が上記の第３排出口と第３バルブとを更に備えるので、例えば洗浄槽の中間層部に漂う中間的な重さのパーティクルを選択的に除去する液循環を行うことができる。その結果、様々な条件下で洗浄が行われる場合であっても、洗浄液中のパーティクルをその汚染状況に応じて効果的に除去することができる。

本発明の洗浄装置の好ましい態様としては、前記循環経路が、排出された洗浄液を給液部材側に送る循環ポンプと、排出された洗浄液をろ過するフィルタとを備えている。

本発明の洗浄装置の好ましい態様としては、前記第１排出口が、前記洗浄槽の最下層部に複数設けられている。この発明によれば、洗浄槽の構造等に応じて第１排出口の数を任意に設計することができる。

本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記給液部材がワークを洗浄するシャワー部材であること、前記洗浄槽が超音波洗浄手段を備えること、また、前記洗浄液がフッ素系溶剤、臭素系溶剤、炭素系溶剤及び水系洗浄剤から選択されること、が挙げられる。この発明によれば、電子部品、光学部品、ガラス基板その他の精密洗浄が要求されるワークの洗浄に対して超音波洗浄やシャワー洗浄が併用される場合であっても、各部に存在するパーティクルを選択的に除去する液循環を行うことができる。

本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記洗浄液排出制御機構は、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを閉じ若しくは絞る第１の排出制御手段、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを開く第２の排出制御手段、及び、前記第１バルブを閉じると共に前記第２バルブを開く第３の排出制御手段の１又は２以上を有する。この発明によれば、第１から第３の排出制御手段を有するので、例えば洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを選択的に除去する液循環や、洗浄槽底部に沈む比較的重いパーティクルを選択的に除去する液循環を任意に行うことができる。

上記課題を解決するための本発明の洗浄方法は、給液部材から洗浄液が供給される洗浄槽と、該洗浄槽から溢れた洗浄液が流入するオーバーフロー槽と、前記洗浄槽及び前記オーバーフロー槽の一方又は両方の洗浄液を排出制御する洗浄液排出制御機構と、排出された前記洗浄液をろ過した後に前記給液部材に導く循環経路とを有し、前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の最下層部から洗浄液を排出する第１排出口と、前記オーバーフロー槽から洗浄液を排出する第２排出口と、前記第１排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第１バルブと、前記第２排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第２バルブとを備える洗浄装置で行う洗浄方法であって、前記洗浄液排出制御機構が、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを閉じ若しくは絞る第１の排出制御手段と、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを開く第２の排出制御手段と、前記第１バルブを閉じると共に前記第２バルブを開く第３の排出制御手段とから選ばれる１又は２以上を有し、前記いずれかの手段の実行状態で洗浄液が循環することを特徴とする。

この発明によれば、洗浄槽及びオーバーフロー槽の一方又は両方の洗浄液の排出が、上記の第１から第３の排出制御手段を有する洗浄液排出制御機構により制御するので、例えば洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを選択的に除去する液循環や、洗浄槽底部に沈む比較的重いパーティクルを選択的に除去する液循環が行われる。その結果、様々な条件下で洗浄が行われる場合であっても、洗浄液中のパーティクルをその汚染状況に応じて効果的に除去できる。

本発明の洗浄方法の好ましい態様として、前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の中間層部から洗浄液を排出する第３排出口と、該第３排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第３バルブとを更に備え、該第３バルブを開く第４の排出制御手段を、前記第２又は第３の排出制御手段と同時に実行する。

この発明によれば、第４の排出制御手段を有し、それを前記第２又は第３の排出制御手段と同時に実行するので、洗浄槽の中間層部に漂う中間的な重さのパーティクルを選択的に除去する液循環を任意に行うことができる。

本発明の洗浄装置及び洗浄方法によれば、例えば洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを選択的に除去する液循環や、洗浄槽底部に沈む比較的重いパーティクルを選択的に除去する液循環を行うことができるので、様々な条件下で洗浄が行われる場合であっても、洗浄液中のパーティクルをその汚染状況に応じて効果的に除去することができる。また、洗浄槽の中間層部から洗浄液を排出する第３バルブを制御すれば、洗浄槽の中間層部に漂う中間的な重さのパーティクルを選択的に除去する液循環を任意に行うこともできる。

こうした本発明の洗浄装置及び洗浄方法は、電子部品、光学部品、ガラス基板その他精密洗浄が要求されるワークの洗浄に対して超音波洗浄やシャワー洗浄が併用される場合であっても、洗浄液中のパーティクルを効果的に除去することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、本発明の洗浄装置及び洗浄方法は、その技術的特徴を有する範囲において、以下の説明及び図面に限定されない。

（洗浄装置）
図１は、本発明の洗浄装置の一例を示す模式的な正面図であり、図２は、図１に示す洗浄装置の模式的な側面図である。本発明の洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、給液部材７０（図示の例ではシャワー洗浄部材）から洗浄液４６が供給される洗浄槽３７と、洗浄槽３７から溢れた洗浄液が流入するオーバーフロー槽３８と、洗浄槽３７及びオーバーフロー槽３８の一方又は両方の洗浄液を排出制御する洗浄液排出制御機構と、排出された洗浄液をろ過した後に給液部材７０に導く循環経路４３Ａ，４３Ｂとを有している。そして、洗浄液排出制御機構が、洗浄槽３７の最下層部から洗浄液４６を排出する第１排出口１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ（以下、総称する場合は符号１１を用いる。）と、オーバーフロー槽３８から洗浄液４６を排出する第２排出口１２と、第１排出口から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第１バルブ２１と、第２排出口１２から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第２バルブ２２とを備えている。なお、図１及び図２の例では、給液部材７０として図示の形態のシャワー洗浄部材を用い、また、ワーク４４の取付冶具１０として図示の形態の冶具を用いているが、本発明の洗浄装置１は図示の形態に限定されず、種々の形態からなる洗浄装置に適用可能である。

洗浄槽３７は、図１及び図２に示すように、給液部材７０から洗浄液４６が供給されてワークを浸漬洗浄する矩形状の槽であり、その槽を構成する少なくとも１対の対向壁には、オーバーフロー槽３８が形成されている。洗浄槽３７は、１つ又は複数のワーク４４を装着した取付冶具１０を洗浄液４６に浸漬できるだけの容量を持っている。洗浄槽３７の底部には、図示のように、超音波洗浄手段６０を設けてもよい。この超音波洗浄手段６０は、具体的には超音波振動子であり、必要に応じて作動させ、ワーク４４の洗浄効率を向上させることができる。

オーバーフロー槽３８は、洗浄槽３７から溢れた洗浄液４６が流入する槽であり、例えば洗浄槽３７が平面視で四角形である場合には、１対の対向壁に設けてもよいし、２対の対向壁、すなわち洗浄槽３７の全周に設けてもよい。こうした構造とすることにより、洗浄液４６を常に一定量とすることができ、洗浄液４６の余剰量のみをオーバーフロー槽３８にオーバーフローさせることができる。

洗浄槽３７の最下層部には、洗浄槽内の洗浄液４６を排出するための第１排出口１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）が３つ設けられている。第１排出口１１の数は特に限定されず、排出液量に応じて選定され、図示のように３つであってもよいし、他の数であってもよい。また、第１排出口１１は、最下層部の洗浄液を排出するための排出口であればどのような形態で設けられていてもよく、洗浄槽３７の形状に応じて、その底面に設けられていてもよいし、側面の最下部に設けられていてもよい。こうした第１排出口１１は、配管１１１を介し、第１排出口１１から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第１バルブ２１に接続されている。なお、「最下層部」とは、全ての洗浄液４６が排出可能となる部位であり、底面、又は、最も下方にある底面から例えば３０ｍｍ程度までの位置を指している。

オーバーフロー槽３８には、オーバーフロー槽３８内の洗浄液４６を排出するための第２排出口１２が設けられている。第２排出口１２の数は特に限定されず、排出液量に応じて選定され、図示のように１つであってもよいし、他の数であってもよい。また、第２排出口１２は、オーバーフロー槽３８内の洗浄液４６を排出するための排出口であればどのような形態で設けられていてもよく、オーバーフロー槽３８の形状に応じて、その底面に設けられていてもよいし、側面の最下部に設けられていてもよい。こうした第２排出口１２は、配管１１２を介し、第２排出口１２から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第２バルブ２２に接続されている。なお、「最下部」とは、オーバーフローした洗浄液４６が排出可能となる部位であり、例えばオーバーフロー槽３８の最も下方にある底面から３０ｍｍ程度までの位置を指している。

また、本発明の洗浄装置１には、洗浄槽３７の中間層部から洗浄液４６を排出するための第３排出口１３が設けられていてもよい。この第３排出口１３の数も特に限定されず、排出液量に応じて選定され、図示のように１つであってもよいし、他の数であってもよい。また、第３排出口１３は、中間層部の洗浄液４６を排出するための排出口であればどのような形態で設けられていてもよく、洗浄槽３７の形状に応じて、側面に設けられていてもよいし、底面から延びるように設けられていてもよい。こうした第３排出口１３は、配管１１３を介し、第３排出口１３から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第３バルブ２３に接続されている。なお、「中間層部」とは、洗浄槽３７のほぼ中央部であり、具体的には、洗浄槽３７内で洗浄されるワーク４４の設置位置近傍部位を指している。

洗浄液排出制御機構は、洗浄槽３７及びオーバーフロー槽３８の一方又は両方の洗浄液４６の排出を制御する機構であり、上記の第１排出口１１、第１バルブ２１、第２排出口１２、及び第２バルブ２２を少なくとも有し、必要に応じて第３排出口１３及び第３バルブ２３をさらに有している。洗浄液排出制御機構は、それらの各バルブを操作することにより、各排出口から排出される洗浄液４６の液流を制御する。各排出口はそれぞれの排出口に対応するバルブを経由して循環経路４３Ａに合流し、その循環経路４３Ａを流れる洗浄液４６は、排出された洗浄液４６を給液部材７０側に送る循環ポンプ４１と、排出された洗浄液４６をろ過するろ過フィルタ４２とを経由してさらに給液部材７０に導く循環経路４３Ｂを経由し、その給液部材７０から洗浄槽３７内に供給される。したがって、洗浄槽３７には、ろ過フィルタ４２を通過した洗浄液４６が供給されるので、洗浄槽３７には洗浄液４６に混入したパーティクルが除去された状態で供給される。

上記の各バルブ２１，２２，２３は、手動バルブでも電磁バルブであってもよいし、また、流量調整可能なバルブであってもよいし、流量調整できない電磁バルブと流量調整可能な手動バルブとを組み合わせたものであってもよい。なお、好ましくは、流量調整可能な電磁バルブである。また、循環ポンプ４１とろ過フィルタ４２については、循環させる洗浄液４６の種類やその流量に応じて選定される。また、循環経路４３Ａ，４３Ｂを構成する配管の種類や径についても特に限定されず、循環させる洗浄液４６の種類やその流量に応じて選定される。

次に、洗浄液排出制御機構の動作について説明する。洗浄液排出制御機構の動作として、以下の４つの排出制御手段を挙げることができ、本発明の洗浄装置１は、以下の各排出制御手段から選ばれる１又は２以上の動作を実行し、そのいずれかの動作の実行状態で洗浄液４６を循環する。

第１の排出制御動作手段は、第１バルブ２１を開くと共に、第２バルブ２２を閉じ若しくは絞る動作を実行する。この第１の排出制御手段によれば、洗浄槽内の洗浄液４６はオーバーフローせずに最下層部に設けられた第１排出口１１から排出されるので、特に洗浄槽３７の底部に沈む比較的重いパーティクルを選択的に除去することができる。なお、このとき、上記のような液流が発生する範囲内であれば、第２バルブ２２を完全に閉じなくてもよく、絞った状態で行ってもよい。特にこの第１の排出制御手段の動作は、長時間洗浄作業を停止した後に行うことが好ましく、停止中に洗浄槽３７の底部に沈んだパーティクルを選択的に排出することができる。

第２の排出制御手段は、第１バルブ２１を開くと共に、第２バルブ２２を開く。この第２の排出制御手段によれば、洗浄槽内の洗浄液４６はオーバーフローしてオーバーフロー槽３８に溢れるので、特に洗浄槽３７の上層部の洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを除去することができる。また、同時に、洗浄槽３７の最下層部に設けられた第１排出口１１からも排出されるので、特に洗浄槽３７の底部に沈む比較的重いパーティクルも除去することができる。なお、このとき、上記のような液流が発生する範囲内であれば、第１バルブ２１と第２バルブ２２の開放程度を調整し、それぞれの排出口から排出する液量を調整してもよい。この第２の排出制御手段の動作は、通常の洗浄時に適用可能である。

第３の排出制御手段は、第１バルブ２１を閉じると共に、第２バルブ２２を開く。この第３の排出制御手段によれば、洗浄槽内の洗浄液４６はオーバーフローしてオーバーフロー槽３８に溢れるので、特に洗浄槽３７の上層部の洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを選択的に除去することができる。なお、このとき、上記のような液流が発生する範囲内であれば、第１バルブ２１を完全に閉じなくてもよく、絞った状態で行ってもよい。特にこの第２の排出制御手段の動作は、通常の洗浄時に適用することが望ましい。

洗浄液排出制御機構が、洗浄槽３７の中間層部から洗浄液４６を排出する第３排出口１３と、第３排出口１３から排出される洗浄液４６の液流制御を行う第３バルブ２３とを更に備えている場合には、第３バルブ２３を開く第４の排出制御手段の動作を、上述した第２又は第３の排出制御手段の動作と同時に実行することができる。すなわち、第４の排出制御手段の動作は、第１バルブ２１と第２バルブ２２の両方を開く第２の排出制御手段の動作と、第１バルブ２１を閉じると共に第２バルブ２２を開く第３の排出制御手段の動作のいずれかと同時に実行するものである。この第４の排出制御手段によれば、洗浄槽内の洗浄液４６はオーバーフローしてオーバーフロー槽３８に溢れるので、特に洗浄槽３７の上層部の洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを除去することができると共に、洗浄槽３７の中間層部に漂う中間的な重さのパーティクルを除去することができるという従来にはない効果がある。

なお、洗浄の目的、用途に応じて、上記第１の排出制御手段から第４の排出制御手段の動作に限らず、第１バルブ２１と第２バルブ２２の両方を閉じる動作と、第３バルブ２３を開く第４の排出制御手段の動作とを同時に実行してパーティクルの除去をする方法（第５の排出制御手段ともいう。）を行うことも可能である。

こうした第１から第４の排出制御手段を任意に選択して洗浄動作を実行すれば、様々な条件下で洗浄が行われる場合であっても、洗浄槽中の各部に存在するパーティクルをその汚染状況に応じて効果的に除去することができる。

本発明の洗浄装置１においては、給液部材７０がワーク４４を洗浄するシャワー部材であることが好ましく、洗浄槽３７が超音波洗浄手段６０を備えることが好ましく、また、洗浄液４６がフッ素系溶剤、臭素系溶剤、炭素系溶剤及び水系洗浄剤から選択されることが好ましい。

以上説明した本発明の洗浄装置１によれば、様々な条件下で洗浄が行われる場合であっても、洗浄液中のパーティクルをその汚染状況に応じて効果的に除去することができるので、電子部品、光学部品、ガラス基板その他の精密洗浄が要求されるワーク４４の洗浄に対して超音波洗浄やシャワー洗浄が併用される場合であっても、各部に存在するパーティクルを選択的に除去することができる。

（洗浄方法）
次に、本発明の洗浄方法について説明する。本発明の洗浄方法は、上述した本発明に係る洗浄装置１で行う洗浄方法であって、洗浄液排出制御機構が、第１バルブ２１を開くと共に第２バルブ２２を閉じ若しくは絞る第１の排出制御手段と、第１バルブ２１を開くと共に第２バルブ２２を開く第２の排出制御手段と、第１バルブ２１を閉じると共に第２バルブ２２を開く第３の排出制御手段とから選ばれる１又は２以上を有し、前記いずれかの手段の実行状態で洗浄液４６を循環させる方法である。さらに必要に応じて、第３バルブ２３を開く第４の排出制御手段を、第２又は第３の排出制御手段と同時に実行する方法である。この内容については、上記第１から第４の洗浄液排出制御手段の箇所で説明したので、ここではその説明を省略する。

こうした洗浄方法によれば、洗浄槽３７及びオーバーフロー槽３８の一方又は両方の洗浄液４６の排出を、上記の第１から第４の排出制御手段を有する洗浄液排出制御機構により制御するので、例えば洗浄槽３７の最下層部に沈む比較的重いパーティクルを選択的に除去する液循環や、洗浄槽３７の上層部である洗浄液表面に浮遊する比較的軽いパーティクルを選択的に除去する液循環や、洗浄槽３７の中間層部に漂う中間的な重さのパーティクルを除去することができる。

（洗浄装置の構造）
本発明の要旨は上述したとおりであるが、以下では、洗浄装置の一実施形態についてさらに詳しく説明する。なお、上記において既に説明した内容は省略する。図３は、洗浄槽３７を有する洗浄装置の一例を示す模式的な構成図である。

洗浄装置１は、図３に示すように、液状及び蒸気の洗浄液４６を用いてワーク４４を洗浄するための槽であり、ワーク４４を洗浄液４６に浸して超音波により洗浄する洗浄槽３７（液体洗浄領域１０１）と、ワーク４４を蒸気洗浄する蒸気洗浄領域１０２と、ワーク４４を冷却乾燥する冷却領域１０３とで構成されている。洗浄装置１には、蒸気発生槽５２で発生させた蒸気を蒸気洗浄領域１０２に供給するための配管５４が設けられているが、その配管形態は特に限定されない。

液体洗浄領域１０１（洗浄槽３７）は、洗浄装置１の下部に設けられて、液状の洗浄液４６でワーク４４を洗浄する領域である。この液体洗浄領域１０１は、１つ又は複数のワーク４４を装着した取付冶具１０を洗浄液４６に浸漬できるだけの容量を持っている。その底部には、超音波洗浄手段６０を設けてもよい。この超音波洗浄手段６０は、具体的には超音波振動子であり、必要に応じて作動させ、ワーク４４の洗浄効率を向上させることができる。また、温度制御を行うための温度制御手段を設けてもよい。例えば超音波洗浄手段６０を動作させると洗浄液４６の温度が上昇するので、図３に示すように、温度を一定に保つための冷却器６２（例えばペルチェ素子）を適当な部位に所定の個数設けてもよい。こうした冷却器６２は、ペルチェ効果を利用した素子であり、可動部が無く騒音を発生しないという利点がある。冷却器６２は、各種のものを用いることができ、例えばペルチェ素子と冷却ファンモータを組み合わせて用いることができる。

液体洗浄領域１０１は、一定量の洗浄液４６を貯める洗浄槽３７と、その洗浄槽３７からオーバーフローした洗浄液４６を受けるオーバーフロー槽３８とで構成されている。このオーバーフロー槽３８は、洗浄液４６の余剰量のみをオーバーフロー槽３８にオーバーフローさせるので、安定した液体洗浄を達成することができる。なお、符号３９Ａは洗浄槽３７の液面計であり、符号３９Ｂはオーバーフロー槽３８の液面計である。

洗浄槽３７をオーバーフローしてオーバーフロー槽３８に流れ込んだ洗浄液４６は、循環経路４３Ａ，４３Ｂに設けられた冷却装置４０を通過するようにしてもよい。このときの冷却装置４０としては、例えば熱交換機等を挙げることができる。また、給液部材７０としてシャワー洗浄部材７０を用いれば、ワーク４４の洗浄の自由度を向上させることができる。例えば、循環経路４３Ｂを給液部材７０であるシャワー洗浄部材に接続することにより、洗浄槽３７内の取付冶具１０に装着されたワーク４４に対する洗浄効率を向上させることができる。また、冷却装置４０で冷却した洗浄液４６をシャワー洗浄部材によってワーク４４に当ててワーク４４を冷やしておくことにより、その後に蒸気洗浄領域１０２に引き上げた際の蒸気洗浄効率を向上させることもできる。なお、この循環流量は、任意に設定することができる。

蒸気洗浄領域１０２は、洗浄装置１の中間部に設けられて、洗浄液の蒸気４８でワーク４４を洗浄する領域である。この蒸気洗浄領域１０２も、上記液体洗浄領域１０１と同様、１又は複数のワーク４４が装着された取付冶具１０を洗浄液の蒸気４８雰囲気に曝すことができるだけの容量を持っている。この蒸気洗浄領域１０２では、洗浄液の蒸気４８が飽和状態でワーク４４に接触するように供給される。その蒸気４８は、蒸気発生槽５２で発生した蒸気が第１配管５４を上昇してきた蒸気である。こうして供給された蒸気４８は、ワーク４４の表面に接触して凝縮することにより、ワーク４４の洗浄が行われる。

この蒸気洗浄領域１０２の壁面３１（洗浄装置１の中間部の内壁面又は外壁面）には、図３に示すように、ヒータ３０等の加熱手段を設けることが好ましい。こうした加熱手段を設けることによって、洗浄液の蒸気４８がその壁面３１で結露して液化するのを抑制できるので、蒸気洗浄を安定した状態で行うことができる。

また、液体洗浄領域１０１と蒸気洗浄領域１０２との境界付近の壁面には、断熱部材３６を設けることが好ましい。断熱部材３６を境界付近の壁面に設けることによって、蒸気洗浄領域壁面の高い温度と、液体洗浄領域壁面の低い温度との温度干渉を起こり難くすることができるので、それぞれの領域での効率的な洗浄を実現することができる。なお、蒸気洗浄領域１０２と冷却領域１０３との境界付近の壁面にも断熱部材３５を設けることが好ましい。

冷却領域１０３は、洗浄装置１の上部に設けられて、洗浄液の蒸気を冷却して液化させる領域である。この冷却領域１０３は、液化できない蒸気がワーク搬入搬出口１１４から作業環境中に逃げない程度の高さ及び大きさであればよく、その高さ及び大きさは、洗浄装置１全体の容量に基づいて設計される。具体的には、本実施の形態においては、開口部の短辺Ｌに対する冷却領域１０３の高さＨのフリーボード比を１．５以上確保することが好ましい。

この冷却領域１０３では、冷却された内壁面で蒸気が冷やされて液化する。こうした液化は冷却領域１０３内の蒸気圧を下げ、ワーク４４の表面に凝縮していた液滴を気化させ、その結果、ワーク４４の乾燥が行われる。

蒸気発生槽５２は、洗浄液４６をヒータ５３等の加熱手段で加熱して蒸気を発生させる槽であり、この蒸気発生槽５２の側壁には、液面計３９Ｃを設けてもよい。

液体洗浄領域１０１内に貯まる規定量の洗浄液からオーバーフローした洗浄液は、配管１２７により、増加した液量は蒸気発生槽５２に送る。こうすることにより、蒸気４８が壁面３１等で液化し、オーバーフロー槽３８の液量が増加した場合であっても、洗浄装置１の液量と蒸気発生槽５２の液量とのバランスを確保することができる。

給液部材７０であるシャワー洗浄部材は、図１及び図２示すように、少なくとも取付冶具１０に取り付けられたワーク４４に対向配置されたシャワー部材７３を有している。図示の例では、シャワー洗浄部材は、ワーク４４に対向する側にシャワー面７２を有するシャワー部材７３と、そのシャワー部材７３の上端面に接続されてシャワー部材７３に洗浄液を供給する液送管７４とを有している。その液送管７４には、循環経路４３Ｂが配管接続されている。

洗浄液４６としては、各種のものを挙げることができるが、例えばＨＦＣ（ハイドロ・フルオロ・カーボン）やＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）等のフッ素系溶剤、臭素系溶剤等が用いられる。こうした洗浄装置１を用いれば、洗浄液の消費量を低減できると共に、ワークの蒸気洗浄及び乾燥をより効果的に行うことができるので、例えばクリーンルーム内等で、電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（ワーク）を極めて効率よく低コストで洗浄処理することができる。

以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

（実施例１）
図１及び図２に示す形態からなる洗浄装置１を用い、第１バルブ２１と第２バルブ２２を操作した際の洗浄槽３７内に存在する０．５μｍ以上のパーティクルの数を測定した。用いた洗浄装置１としては、超音波洗浄機６０が底部に設置された洗浄槽３７（オーバーフロー時の洗浄液容量：１０リットル）にＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）を洗浄液４６として循環させた。循環経路４３Ａ，４３Ｂに設けられたフィルタ４２として、１μｍフィルタと０．１μｍのフィルタを併用し、１０リットル／分の循環流量で循環させた。

先ず、ワーク４４を洗浄槽３７に入れない状態でのパーティクルの数を測定した。その後、ワーク４４として２個のプリント配線基板を取付冶具１０に取り付け、その取付冶具１０を洗浄槽３７内に浸漬して洗浄を開始した。先ず、第１バルブ（Ｖ１）２１を閉じ、第２バルブ（Ｖ２）２２を開けたオーバーフロー状態での洗浄を１分間行い、その時点のパーティクルの数を測定した。測定後すぐに取付冶具１０を洗浄槽３７外に引き上げ、引き続き１分経過時、２分経過時、３分経過時のパーティクルの数を測定した。なお、パーティクルの測定は、洗浄槽３７内の洗浄槽３７の壁面に近い中間層部の位置で行った。

パーティクルの数は、光散乱式液中粒子検出器（リオン製、ＫＳ−２８）、液中微粒子計数器（リオン製、ＫＬ−１１）及びシリンジサンプラー（リオン製、ＫＺ−３０Ｗ１）で構成されるパーティクル測定装置を用いて測定した。図４は、第１バルブと第２バルブを操作した際の洗浄槽３７中に存在するパーティクルの測定結果を示すグラフである。図４に示すように、第１バルブ（Ｖ１）２１を閉じ、第２バルブ（Ｖ２）２２を開けたオーバーフロー状態での洗浄では、ワーク４４の１分間の洗浄によりパーティクルの数は上昇したが、ワーク４４を引き上げた後の循環によりパーティクルの数は時間の経過と共に顕著に減少した。

（実施例２）
実施例１と同様のパーティクル測定を行った。この実施例２は、第１バルブ（Ｖ１）２１と第２バルブ（Ｖ２）２２の両方を開け、オーバーフロー状態を維持しつつ第１排出口１１からも洗浄液４６を排出した。なお、第１排出口１１からの排出量は、オーバーフロー量の１／２とした。それ以外は実施例１と同様の測定装置及び測定条件で行った。その結果を図４に併せて示した。図４に示すように、第１バルブ（Ｖ１）２１と第２バルブ（Ｖ２）２２を開けた状態での洗浄では、ワーク４４の１分間の洗浄によりパーティクルの数は上昇したが、ワーク４４を引き上げた後の循環によりパーティクルの数は時間の経過と共に顕著に減少した。また、実施例２では、実施例１に比べて、洗浄中であってもパーティクル数を低く抑えることができた。

本発明の洗浄装置の一例を示す模式的な正面図である。 図１に示す洗浄装置の模式的な側面図である。 洗浄槽を有する洗浄装置の一例を示す模式的な構成図である。 第１バルブと第２バルブを操作した際の洗浄槽中に存在するパーティクルの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 洗浄装置
１０ 取付冶具
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 第１排出口
１２ 第２排出口
１３ 第３排出口
２１ 第１バルブ
２２ 第２バルブ
２３ 第３バルブ
２８ 水分離槽
３７ 洗浄槽
３８ オーバーフロー槽
４０ 冷却装置
４１ 循環ポンプ
４２ フィルタ
４３Ａ，４３Ｂ 循環経路
４４ ワーク
４６ 洗浄液
４８ 蒸気
５２ 蒸気発生槽
５３ ヒータ
５４ 配管
６０ 超音波洗浄手段
６２ 冷却器
６４ 冷却器
７０ 給液部材
７１ 洗浄液噴出孔
７２ シャワー面
７３ シャワー洗浄部材
７４ 液送管
１０１ 液体洗浄領域
１０２ 蒸気洗浄領域
１０３ 蒸気洗浄冷却
１１０ 支持板
１１１，１１２，１１３ 配管
１１４ ワーク搬入搬出口
１１５ 放熱用ファンモータ

Claims (10)

1. 給液部材から洗浄液が供給される洗浄槽と、該洗浄槽から溢れた洗浄液が流入するオーバーフロー槽と、前記洗浄槽及び前記オーバーフロー槽の一方又は両方の洗浄液を排出制御する洗浄液排出制御機構と、排出された前記洗浄液をろ過した後に前記給液部材に導く循環経路とを有し、
   前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の最下層部から洗浄液を排出する第１排出口と、前記オーバーフロー槽から洗浄液を排出する第２排出口と、前記第１排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第１バルブと、前記第２排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第２バルブと、を備えることを特徴とする洗浄装置。
2. 前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の中間層部から洗浄液を排出する第３排出口と、該第３排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第３バルブとを更に備える、請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記循環経路が、排出された洗浄液を給液部材側に送る循環ポンプと、排出された洗浄液をろ過するフィルタとを備える、請求項１又は２に記載の洗浄装置。
4. 前記第１排出口が、前記洗浄槽の最下層部に複数設けられている、請求項１から３のいずれかに記載の洗浄装置。
5. 前記給液部材が、ワークを洗浄するシャワー部材である、請求項１から４のいずれかに記載の洗浄装置。
6. 前記洗浄槽が超音波洗浄手段を備える、請求項１から５のいずれかに記載の洗浄装置。
7. 前記洗浄液は、フッ素系溶剤、臭素系溶剤、炭素系溶剤及び水系洗浄剤から選択される、請求項１から６のいずれかに記載の洗浄装置。
8. 前記洗浄液排出制御機構は、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを閉じ若しくは絞る第１の排出制御手段、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを開く第２の排出制御手段、及び、前記第１バルブを閉じると共に前記第２バルブを開く第３の排出制御手段の１又は２以上を有する、請求項１から７のいずれかに記載の洗浄装置。
9. 給液部材から洗浄液が供給される洗浄槽と、該洗浄槽から溢れた洗浄液が流入するオーバーフロー槽と、前記洗浄槽及び前記オーバーフロー槽の一方又は両方の洗浄液を排出制御する洗浄液排出制御機構と、排出された前記洗浄液をろ過した後に前記給液部材に導く循環経路とを有し、前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の最下層部から洗浄液を排出する第１排出口と、前記オーバーフロー槽から洗浄液を排出する第２排出口と、前記第１排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第１バルブと、前記第２排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第２バルブとを備える洗浄装置で行う洗浄方法であって、
   前記洗浄液排出制御機構が、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを閉じ若しくは絞る第１の排出制御手段と、前記第１バルブを開くと共に前記第２バルブを開く第２の排出制御手段と、前記第１バルブを閉じると共に前記第２バルブを開く第３の排出制御手段とから選ばれる１又は２以上を有し、
   前記いずれかの手段の実行状態で洗浄液が循環することを特徴とする洗浄方法。
10. 前記洗浄液排出制御機構が、前記洗浄槽の中間層部から洗浄液を排出する第３排出口と、該第３排出口から排出される洗浄液の液流制御を行う第３バルブとを更に備え、該第３バルブを開く第４の排出制御手段を、前記第２又は第３の排出制御手段と同時に実行する、請求項９に記載の洗浄方法。

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