JP2009220111A - 物品洗浄方法及び物品洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間、低コストで効率よく洗浄でき、装置コストも安価な物品洗浄装置を得る。
【解決手段】物品表面上の付着不純物を洗浄する本発明物品洗浄装置１は、蓋手段２によって密閉可能である耐圧性の洗浄槽３と、洗浄槽３内に回転可能に設け、洗浄すべき物品を収容かつ保持することができる有孔容器４ｂと、洗浄槽３下部に設けた液体供給口５ａ及びガス供給口５ｂと、洗浄液タンク手段６から洗浄液７を液体供給口５ａに圧送する洗浄液供給手段と、ガス供給源１２からガスをガス供給口に圧送するガス供給手段と、有孔容器４ｂを洗浄槽３内で回転させる回転駆動手段４ａと、各手段を制御して協調動作させる制御手段とを具える。有孔容器の回転で生じる洗浄液の乱流によって発生した大量のガス気泡のハンマーリング作用により、有孔容器４ｂに保持した被洗浄物品を洗浄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、物品表面上の付着不純物を洗浄する、とくに、製造直後の電子部品または精密部品を洗浄する方法および装置に関するものである。

このような電子部品、精密部品は、製造工程直後の部品表面に、油脂、切削油、液晶、フラックス等の有機物を主体とする不純物（汚れ）が付着している。したがって、製品として包装、出荷する前に、このような不純物（汚れ）を除去しなければならない。従来、このような不純物（汚れ）の除去のために、ケロシン、ベンゼン、キシレン等の炭化水素系溶剤、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の塩素系溶剤、フロン系溶剤が使用されてきた。しかし、このような塩素系溶剤、フロン系溶剤を使用する洗浄液は、安全性、環境保護の観点から廃止すべきものとされている。

また、振動、とくに、超音波振動による洗浄方法がよく知られている。さらに、液中シャワー法、高圧シャワーノズル法による洗浄方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

さらにまた、脱フロン化の流れに伴い、超臨界流体を用いた洗浄方法がとくに注目されている。（例えば、特許文献２参照。）超臨界流体とは、物質固有の臨界温度、および超臨界圧力を超えた領域にある流体を示すもので、気体と液体との中間の粘度、拡散係数、密度、溶解力を有している。例えば、二酸化炭素の場合、温度３１．０６°Ｃ以上、圧力７４．８ａｔｍ以上の条件で、超臨界流体となる。

実開昭５７−２１０８８号公報 特開平４−１７３３３号公報

しかし、シャワーノズル法では、洗浄槽内の圧力とシャワーノズル圧力との差が大きいと、洗浄物品が破損する恐れがあり、また、被洗浄物品が１個の場合には効果があるが、治具に複数個の被洗浄物品がセットされている場合にはすべての被洗浄物品を効率よく、かつ均一に洗浄することが困難である。

超臨界流体は、無機性媒体として挙動するため、油分等の無極性有機物質に関しては良好に溶解除去することができる。しかし、無機物質または無機粒子の不純物は、超臨界流体には溶解せず、超臨界流体による洗浄が終了した後、別途、純水などの液状洗浄媒体を使用し、超臨界流体とは異なる溶解性や物理力を用いて付着不純物を除去しているため、工程数が多く、時間がかかる。さらに、超臨界流体を使用する洗浄装置は、精密な制御を行うため構造が複雑であり製造コストが高いという欠点がある。

したがって、本発明の目的は、短時間、低コストで効率よく洗浄でき、装置コストも安価な物品洗浄方法および装置を得るにある。

この目的を達成するため、本発明は、物品表面上の付着不純物を洗浄する物品洗浄方法において、
密閉可能であり耐圧性の洗浄槽内に回転可能に設けた有孔容器に洗浄すべき物品を収容かつ保持し、
前記洗浄槽下部に設けた液体供給口およびガス供給口から、それぞれ洗浄液およびガスを前記洗浄槽の内部に加圧供給し、
前記有孔容器を回転駆動手段により前記洗浄槽内で回転させ、
前記有孔容器の回転で生じる乱流によって前記洗浄液に前記ガスの気泡を大量に発生させ、洗浄液と、この洗浄液に含まれる大量の気泡のハンマーリング作用によって、有孔容器に保持した被洗浄物品を洗浄し、洗浄後に洗浄液を排出することを特徴とする。

また、前記洗浄槽の内部圧力を一定に保つとともに、使用済み洗浄液を浄化するよう前記洗浄液を浄化機能付き洗浄液タンク手段を経て前記洗浄槽に循環させることが好ましい。
また、すすぎ液タンクからすすぎ液を前記洗浄槽に供給し、前記洗浄した物品をすすぎ液によってすすぐことが好ましい。
また、すすぎ工程後に、温風発生手段によって発生した温風を前記洗浄槽に供給し、すすいだ被洗浄物品を乾燥することが好ましい。

また、本発明は、物品表面上の付着不純物を洗浄する物品洗浄装置において、
蓋手段によって密閉可能である耐圧性の洗浄槽と、
この洗浄槽内に回転可能に設け、洗浄すべき物品を収容かつ保持することができる有孔容器と、
前記洗浄槽下部に設けた液体供給口およびガス供給口と、
洗浄液タンク手段から洗浄液を液体供給口に圧送する洗浄液供給手段と、
ガス供給源からガスをガス供給口に圧送するガス供給手段と、
前記有孔容器を前記洗浄槽内で回転させる回転駆動手段と、
前記各手段を制御して協調動作させる制御手段とを具えたことを特徴とする。

また、前記洗浄液供給手段は、洗浄液を約４０°Ｃ〜約６０°Ｃの温度に昇温させる加熱手段を有するものとして構成することが好ましい。
また、前記洗浄液供給手段は、前記洗浄槽の上部に設けた排出口と前記液体供給口との間に設け、フィルタ手段、圧力調整手段、洗浄液タンク手段、バルブ手段およびポンプ手段とよりなる液体循環回路として構成し、前記洗浄槽の内部圧力を一定に保つとともに、使用済み液体を浄化しつつ洗浄液を供給するものとすることが好ましい。
また、前記液体循環回路中に、洗浄液タンク手段に対して並列的に接続したすすぎ液タンク手段を設け、洗浄工程後に洗浄液の循環からすすぎ液の循環に切り替えて、前記洗浄した物品を浄化循環するすすぎ液によってすすぐようにすることが好ましい。
また、すすぎ液排出口およびバルブ手段を前記洗浄槽の下部に設け、すすぎ工程を完了してすすぎ液を排出した後に、前記洗浄槽に設けた温風供給口から洗浄槽内に温風を送給し、すすいだ被洗浄物品を乾燥する温風発生手段を設けることが好ましい。

本発明によれば、超臨界流体による方法および装置に比べると、安価な装置コストとなり、洗浄槽内に圧送される洗浄液およびガスによる高い圧力と、有孔容器の回転で生ずる乱流とによって、洗浄液には極めて微細な気泡が発生し、洗浄液およびこの洗浄液に含まれる大量の微細気泡のハンマーリング作用によって、有孔容器に保持した被洗浄物品を、複数個であっても、効率よく、隅々まで、短時間で洗浄し、また、微細気泡のクッションにより衝撃が緩和され、被洗浄物品を破損することなく洗浄することができる。

本発明の好適な実施例の物品洗浄装置１の流体回路図である。

本発明物品洗浄装置の好適な実施例においては、洗浄液供給手段は、洗浄液を約４０°Ｃ〜約６０°Ｃの温度に昇温させる加熱手段を有するものとして構成する。この構成によれば、洗浄液粘度が低くなり、高い洗浄力で物品を洗浄することができる。

また、本発明物品洗浄装置の好適な実施例においては、洗浄液供給手段は、洗浄槽の上部に設けた排出口と液体供給口との間に設け、フィルタ手段、圧力調整手段、洗浄液タンク手段、バルブ手段およびポンプ手段とよりなる液体循環回路として構成し、洗浄槽の内部圧力を一定に保つとともに、使用済み液体を浄化しつつ洗浄液を供給するものとする。この構成によれば、少ない洗浄液で効率よく、また低いランニングコストで洗浄を行うことができる。

さらに、本発明物品洗浄装置の好適な実施例においては、液体循環回路中に、洗浄液タンク手段に対して並列的に接続したすすぎ液タンク手段を設け、洗浄工程後に洗浄液の循環からすすぎ液の循環に切り替えて、洗浄した物品を浄化循環するすすぎ液によってすすぐようにする。好適には、すすぎ液排出口およびバルブ手段を前記洗浄槽の下部に設け、すすぎ工程を完了してすすぎ液を排出した後に、洗浄槽に設けた温風供給口から洗浄槽内に温風を送給し、すすいだ被洗浄物品を乾燥する温風発生手段を設ける。この構成によれば、洗浄工程のみならず、すすぎ工程および乾燥工程まで、単独の装置で一貫して行うことができる。

次に、図面につき、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の好適な実施例の物品洗浄装置１の流体回路図を示す。本発明による物品洗浄装置１は、蓋手段２によって密閉可能である耐圧性の洗浄槽３と、この洗浄槽３内に回転可能に設け、洗浄すべき物品を収容かつ保持することができる４ｂ有孔容器とを有する。この有孔容器４ｂは、例えば、直径が５〜７ｍｍの孔（図示せず）を多数設けた容器とし、更に、洗浄すべき物品（図示せず）、例えば、製造工程直後の電子部品、精密部品の端縁を容器に固定することができる構造とする。この有孔容器４ｂを洗浄槽３内で回転させる回転駆動手段、例えば、電動モータ４ａを設ける。

洗浄槽３の下部には、液体供給口５ａ及びびガス供給口５ｂを設ける。洗浄液タンク手段６から洗浄液７を液体供給口５ａに圧送する洗浄液供給手段を設ける。図示の実施例の物品洗浄装置１では、この洗浄液供給手段を、洗浄槽３の上部に設けた排出口８と液体供給口５ａとの間に設けた液体循環回路として構成する。

この液体循環回路中に、フィルタ手段９ｃ、圧力調整手段１０、洗浄液タンク手段６、バルブ手段２０ａ，２０ｂおよびポンプ手段１１を設ける。このポンプ手段１１と液体供給口５ａとの間に逆止弁２１ａを設ける。洗浄液タンク手段６はフィルタ手段９ａを有するものとすると好適である。この構成により、洗浄槽３の内部圧力を一定に保つとともに、使用済み液体を浄化しつつ洗浄液７を洗浄槽３に供給する。

本発明物品洗浄装置１には、さらに、ガス供給源１２からのガスを増圧器１３、逆止弁２１ｂを経てガス供給口５ｂに圧送するガス供給手段を設ける。このガスは、例えば、空気、炭酸ガス、炭化水素ガスのうちの少なくとも一つとすることができる。

さらに、洗浄液供給手段は、洗浄液を約４０°Ｃ〜約６０°Ｃの温度に昇温させる加熱手段１４を有するものとして構成すると好適である。

図示の実施例では、液体循環回路中に、洗浄液タンク手段６に対して並列的に接続したすすぎ液タンク手段１５を設け、洗浄工程後に洗浄液の循環からすすぎ液１６の循環に切り替えて、洗浄した物品を浄化循環するすすぎ液１６によってすすぐようにする。すすぎ液タンク手段１５は、バルブ手段２０ｃ，２０ｄを有するものとし、さらに、洗浄液タンク手段６と同様にフィルタ手段９ｂを有するものとすると好適である。

洗浄工程では、バルブ手段２０ａ，２０ｂを開放し、バルブ手段２０ｃ，２０ｄを閉鎖し、液体循環回路は、洗浄液タンク手段６を経て洗浄液７のみを循環させる。すすぎ工程では、バルブ手段２０ａ，２０ｂを閉鎖し、バルブ手段２０ｃ，２０ｄを開放し、液体循環回路は、すすぎ液タンク手段１５を経てすすぎ液１６のみを循環させる。

洗浄槽３の下部にすすぎ液排出口１７およびバルブ手段２０ｅを設け、すすぎ工程を完了したときバルブ手段２０ｅを開放し、すすぎ液１６を洗浄槽３内部から排出する。すすぎ液１６を排出した後に、洗浄槽３に設けた温風供給口１８から洗浄槽内に温風を送給し、すすいだ被洗浄物品を乾燥する温風発生手段１９を設ける。温風を温風供給口１８に送給するダクトには、洗浄液またはすすぎ液が逆流するのを防止する逆止弁２１ｃを設ける。

本発明物品洗浄装置１には、図示しないが、バルブ手段２０ａ〜２０ｅ、ポンプ手段１１、ガス供給手段（増圧器１３）、回転駆動手段（電動モータ４ａ）、温風発生手段１９を制御して協調動作させる制御手段を設ける。

図示の実施例の本発明物品洗浄装置１は、洗浄槽３内に液体がない状態で蓋手段２を開け、有孔容器４ｂ内に洗浄すべき物品を収容かつ固定し、バルブ手段２０ａ，２０ｂを開放し、バルブ手段２０ｃ，２０ｄを閉鎖し、ポンプ手段１１、ガス供給手段（増圧器１３）、回転駆動手段（電動モータ４ａ）を動作させて洗浄工程を行う。

この洗浄工程では、洗浄槽３内に圧送される洗浄液７およびガスによる高い圧力と、有孔容器の回転で生ずる乱流によって、洗浄液７には極めて微細な気泡が発生し、洗浄液７およびこの洗浄液に含まれる大量の微細気泡のハンマーリング作用によって、有孔容器４に保持した被洗浄物品を、複数個であっても、効率よく、隅々まで、短時間で洗浄し、また、微細気泡のクッションにより衝撃が緩和され、被洗浄物品を破損することなく洗浄することができる。

つぎに、バルブ手段を切り替えてバルブ手段２０ａ，２０ｂを閉鎖し、バルブ手段２０ｃ，２０ｄを開放し、すすぎ工程を行い、最終的に、バルブ手段２０ｅを開放し、すすぎ液１６を洗浄槽３内部から排出した後に、温風供給口１８から洗浄槽３内に温風を送給する乾燥工程を行う。乾燥完了後に、蓋手段２を開け、洗浄・すすぎ・乾燥した物品を取り出す。

本発明物品洗浄装置は、製造業における製造物品、例えば、電子部品、精密機械部品等の物品を洗浄するのに利用することができる。

１ 物品洗浄装置
２ 蓋手段
３ 洗浄槽
４ａ 回転駆動手段（電動モータ）
４ｂ 有孔容器（被洗浄物を入れる容器）
５ａ 液体供給口
５ｂ ガス供給口
６ 洗浄液タンク手段
７ 洗浄液
８ 排出口
９ フィルタ手段
１０ 圧力調整手段
１１ ポンプ手段
１２ ガス供給源
１３ 増圧器
１４ 加熱手段
１５ すすぎ液タンク手段
１６ すすぎ液
１７ すすぎ液排出口
１８ 温風供給口
１９ 温風発生手段
２０ａ〜ｅ 開閉バルブ（ストップ弁）
２１ａ〜ｃ 逆止弁

Claims (7)

1. 物品の表面上の付着不純物を洗浄する物品洗浄方法において、
   密閉可能で耐圧性の洗浄槽内に回転可能に設けた有孔容器に、洗浄すべき物品を収容して保持し、
   洗浄液タンク手段から洗浄液を、前記洗浄槽の下部に設けた液体供給口を介して前記洗浄槽の内部に加圧供給し、
   ガス供給源からガスを、前記洗浄槽の下部に設けたガス供給口を介して前記洗浄槽の内部に加圧供給し、
   前記有孔容器を回転駆動手段により前記洗浄槽内で回転させ、
   前記有孔容器の回転で生じる乱流によって前記洗浄液に前記ガスの気泡を大量に発生させ、前記洗浄液とこの洗浄液に含まれる大量の前記気泡とのハンマーリング作用によって、前記有孔容器に保持された前記物品を洗浄し、
   前記物品の洗浄後に前記洗浄液を、前記洗浄槽の上部に設けた排出口から排出し、
   前記排出口と前記液体供給口との間においてフィルタ手段、圧力調整手段、前記洗浄液タンク手段、バルブ手段およびポンプ手段からなる液体循環回路として構成された洗浄液供給手段により、前記洗浄槽の内部圧力を一定に保つとともに、前記洗浄槽における使用済みの前記洗浄液を前記排出口から排出し、前記洗浄液を浄化しつつ、前記洗浄液を前記液体供給口から供給して、前記洗浄液を前記洗浄槽に循環させる
   ことを特徴とする物品洗浄方法。
2. すすぎ液タンク手段からすすぎ液を前記洗浄槽に供給し、前記洗浄した物品を前記すすぎ液によってすすぐすすぎ工程を備える請求項１記載の物品洗浄方法。
3. 前記すすぎ工程の後に、温風発生手段によって発生した温風を前記洗浄槽に供給し、すすいだ前記物品を乾燥させる請求項２記載の物品洗浄方法。
4. 物品の表面上の付着不純物を洗浄する物品洗浄装置において、
   蓋手段によって密閉可能な耐圧性の洗浄槽と、
   この洗浄槽内に回転可能に設け、洗浄すべき物品を収容して保持することができる有孔容器と、
   前記洗浄槽の下部に設けた液体供給口およびガス供給口と、
   洗浄液タンク手段から洗浄液を前記液体供給口に圧送する洗浄液供給手段と、
   ガス供給源からガスを前記ガス供給口に圧送するガス供給手段と、
   前記有孔容器を前記洗浄槽内で回転させる回転駆動手段と、
   前記各手段を制御して協調動作させる制御手段と、
   前記洗浄槽の上部に設けられ、前記洗浄槽における使用済みの前記洗浄液を排出する排出口と、を具え、
   前記洗浄液供給手段は、前記排出口と前記液体供給口との間においてフィルタ手段、圧力調整手段、前記洗浄液タンク手段、バルブ手段およびポンプ手段からなる液体循環回路として構成され、前記洗浄槽の内部圧力を一定に保つとともに、前記洗浄槽における使用済みの前記洗浄液を前記排出口から排出し、前記洗浄液を浄化しつつ、前記洗浄液を前記液体供給口から供給して、前記洗浄液を前記洗浄槽に循環させることを特徴とする物品洗浄装置。
5. 前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液を約４０°Ｃ〜約６０°Ｃの温度に昇温させる加熱手段を有する請求項４記載の物品洗浄装置。
6. 前記液体循環回路中に、前記洗浄液タンク手段に対して並列的に接続された、すすぎ液が収容されるすすぎ液タンク手段を設け、
   前記物品を洗浄する工程の後に前記洗浄液の循環から前記すすぎ液の循環に切り替えて、前記洗浄した物品を、循環する前記すすぎ液によってすすぐようにした請求項５記載の物品洗浄装置。
7. すすぎ液排出口およびすすぎ液用バルブ手段を前記洗浄槽の下部に設け、
   温風供給口を前記洗浄槽に設け、
   前記物品をすすぐ工程の後、前記すすぎ液用バルブ手段を開放し、前記すすぎ液排出口から前記すすぎ液を排出した後に、前記温風供給口から前記洗浄槽内に温風を送給し、すすいだ前記物品を乾燥させる温風発生手段を設けた請求項６記載の物品洗浄装置。

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