JP2718648B2 - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は被洗浄物を洗浄す
る洗浄液に超音波振動を付与する超音波洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶表示装置や半導体装置の製
造工程においては、被洗浄物としての液晶用ガラス基板
や半導体ウエハを高い清浄度で洗浄することが要求され
る工程がある。このような被洗浄物を洗浄する方式とし
ては、洗浄液中に複数枚の被洗浄基板を浸漬するデイッ
プ方式や被洗浄物に向けて洗浄液を噴射して一枚づつ洗
浄する枚葉方式があり、最近では高い清浄度が得られる
とともに、コスト的に有利な枚葉方式が採用されること
が多くなってきている。

【０００３】枚葉方式の１つとして被洗浄物に噴射され
る洗浄液に振動を付与し、その振動作用によって上記被
洗浄物から微粒子を効率よく除去するようにした洗浄方
式が実用化されている。

【０００４】洗浄液に振動を付与する洗浄方式におい
て、従来は20〜50ｋＨｚ程度の超音波が用いられていた
が、最近では600 〜1.5 ＭＨｚ程度の極超音波帯域の音
波を用いる超音波洗浄装置が開発されている。

【０００５】振動が付与された洗浄液を被洗浄物に噴射
すると、その振動の作用によって被洗浄物に付着した微
粒子の結合力が低下するため、振動を付与しない場合に
比べて洗浄効果を向上させることができる。

【０００６】従来、上記超音波洗浄装置は、図４と図５
に示すように細長い装置本体１を有する。この装置本体
１には空間部２が本体１の厚さ方向に貫通し、かつ長手
方向に沿って形成されている。上記空間部２は上端側か
ら下端側にゆくにつれて狭幅となるテ−パ状に形成され
ていて、下端は装置本体１の下面に開口したノズル口３
となっている。

【０００７】上記空間部２の上端開口はシ−ル材４を介
して振動板５で閉塞されている。この振動板５の上面に
は上記空間部２の上端開口と対応する部位に沿って細長
い矩形状の複数の超音波振動子６が取着されている。こ
の超音波振動子６には直流電圧が印加されるようになっ
ている。それによって、超音波振動子６は超音波振動す
るから、その超音波振動によって上記振動板５も振動す
る。

【０００８】上記装置本体１の上記空間部２の両側には
それぞれ長手方向に沿って供給路７が貫通して形成され
ている。一対の供給路７にはその両端にそれぞれ図示し
ない洗浄液の供給管が接続され、それら供給管によって
洗浄液が供給されるようになっている。

【０００９】さらに、上記装置本体１には一端を上記供
給路７に連通させ、他端を空間部２に連通させた複数の
噴出路８が上記装置本体の長手方向に沿って所定間隔で
形成されている。つまり、上記噴出路８の他端は上記振
動板５に対向して開口している。上記噴出路８は上記供
給路７に比べ内径寸法が十分に小さく設定されている。

【００１０】上記供給路７に供給された洗浄液は複数の
噴出路８へほぼ均等に分流し、他端開口から上記振動板
５の下面に向かって噴出し、この振動板５で超音波振動
が付与される。超音波振動が付与された洗浄液は上記空
間部２のノズル３から図示しない被洗浄物に向かって噴
出する。それによって、上記被洗浄物を超音波振動が付
与された洗浄液で洗浄することができる。

【００１１】ところで、従来のこのような構成の超音波
洗浄装置においては、上記噴出路８は、図５に示すよう
に上記空間部２の幅方向一端側と他端側とにおいて同じ
位置に形成されていた。つまり、各噴出路８の他端は装
置本体１の長手方向において同じ位置に開口していた。

【００１２】そのため、図５に示すように装置本体１の
長手方向において対応する上記空間部２の幅方向一側と
他側の噴出路８から噴出する洗浄液は上記振動板５の下
面で衝突するから、その衝突部分では洗浄液が円滑に流
れにくくなる。それによって、その部分に気泡が付着
し、成長するという現象が生じる。

【００１３】振動板５に気泡が付着すると、その気泡に
よって洗浄液が振動板５に接触するのを妨げることにな
るから、振動板の振動が洗浄液に伝わりにくくなり、洗
浄液による洗浄作用の低下を招いたり、洗浄液が振動板
５に接触しない部分が生じることで、上記洗浄液による
振動板５の冷却作用が損なわれ、振動板５の異常発熱を
招くということもある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は洗
浄液を振動板に向けて噴出させる噴出路が装置本体の長
手方向において同じ位置に開口していたので、一対の噴
出路から噴出される洗浄液がぶつかって円滑に流れなく
なり、その部分に気泡が付着したり、付着した気泡が成
長するなどのことがあった。

【００１５】そのため、洗浄液が振動板に接触するのを
妨げ、振動板の振動が伝わりにくくなり、洗浄液による
洗浄作用が低下したり、洗浄液による振動板の冷却作用
が低下して局部的な異常発熱を招くなどのことがあっ
た。

【００１６】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、空間部の一側と他側から
振動板に向かって噴出された洗浄液がぶつかることがな
いようにすることで、上記洗浄液を円滑に流通させ、気
泡が付着するのを防止するようにした超音波洗浄装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、被洗浄物を洗浄する洗浄液に超音波振動
を付与するための超音波洗浄装置において、装置本体
と、この装置本体の長手方向に沿うとともに一側面に開
口して形成された所定の幅寸法の空間部と、この空間部
に設けられ空間部に供給される上記洗浄液に超音波振動
を付与する振動子が付着された振動板と、上記空間部の
幅方向両側に形成され上記洗浄液が供給される一対の供
給路と、上記空間部の幅方向両側にそれぞれ一端を上記
供給路に連通させ他端を上記空間部に連通させるととも
に、上記空間部の幅方向一側と他側において上記空間部
に連通する他端の位置を上記装置本体の長手方向にずら
して形成されていて、上記各供給路に供給された洗浄液
を上記振動板に向けて噴出させるための複数の噴出路と
を具備したことを特徴とする。

【００１８】上記構成によれば、空間部の幅方向一側と
他側において、噴出路の装置本体の長手方向における位
置をずらしたことで、空間部の幅方向一側の噴出路と他
側の噴出路から噴出される洗浄液がぶつかるのが防止さ
れる。それによって、洗浄液が振動板の幅方向に沿って
円滑に流れるため、その振動板に気泡が付着するのが防
止される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
１乃至図３を参照して説明する。この発明の超音波洗浄
装置は装置本体１１を有する。この装置本体１１は上面
が開放した凹部１２が長手方向に沿って形成された上部
材１３と、この上部材１３の下面に第１のシ−ル材１４
を介して液密に接合固定された下部材１５とによって細
長い角柱状に形成されている。

【００２０】上記上部材１３の下部壁には長手方向に沿
って嵌合孔１６が穿設され、上記下部材１５の上面の幅
方向中央部分には上記嵌合孔１６に嵌合した突部１７が
形成されている。

【００２１】上記下部材１５の凸部１７が形成された幅
方向中央部分には、一端を上面に開口させ、他端を下面
に開口させた空間部１８が長手方向に沿って形成されて
いる。この空間部１８の断面形状は、一端（上端）から
他端（下端）にゆくにつれて幅寸法が小さくなるテ−パ
状をなしていて、その下端開口は狭幅なノズル口１９と
なっている。

【００２２】上記空間部１８の開口した上端は矩形状の
薄い金属板からなる振動板２１によって液密に閉塞され
ている。つまり、この振動板２１は、その下面周辺部が
所定の厚さを有する枠状の第２のシ−ル材２２を介して
上記上部材１３の凹部１２の内底面に接合されている。

【００２３】上記振動板２１の上面には同じく枠状の押
え板２３が接合され、上記上部材１３に固定されてい
る。それによって、上記空間部１８の上端開口は気密に
閉塞されている。

【００２４】上記振動板２１の上面の幅方向中央部分、
つまり上記空間部１８と対応する部位には圧電素子から
なる複数の振動子２４が上記振動板２１の長手方向に沿
って取着されている。

【００２５】上記振動板２１の上方には給電板２５が上
記押え板２３に保持部材２６を介して取り付けられてい
る。この給電板２５には上記振動子２４と弾性的に接触
した接触子２７が設けられている。

【００２６】上記給電板２５にはコイル２８が設けら
れ、このコイル２８から上記給電板２５、接触子２７を
介して上記振動子２４に給電されるようになっている。
それによって、上記振動子２４が超音波振動し、その超
音波振動に上記振動板２１が連動するようになってい
る。

【００２７】上記装置本体１１の下部材１５には、上記
空間部１８の幅方向両側に位置する一対の供給路３１が
長手方向に貫通して形成されている。この供給路３１の
両端には図示しない供給源が同じく図示しないチュ−ブ
を介して接続され、純水や薬液などの洗浄液を供給する
ようになっている。

【００２８】一対の供給路３１にはそれぞれ複数の噴出
路３２が一端を連通させて設けられている。つまり、噴
出路３２は上記装置本体１１の上部材１３と下部材１５
との接合する部分に形成されていて、他端を上記上部材
１３の凹部１２の内底面の上記振動板２１によって覆わ
れた部分、つまり上記空間部１８の上端側に連通するよ
う開口させている。

【００２９】上記噴出路３２は上記空間部１８の幅方向
一側と他側において、装置本体１の長手方向に沿って所
定間隔で複数形成されている。上記空間部１８の幅方向
一側と他側における噴出路３２の上記凹部１２の内底面
に開口させた他端は、図２に示すように装置本体１１の
長手方向において位置をずらしている。そのずれ量ｅは
上記噴出路３２のピッチの約２分の１に設定されてい
る。

【００３０】つぎに、上記構成の超音波洗浄装置によっ
て洗浄液に超音波振動を付与する時の作用について説明
する。一対の供給路３１に洗浄液を供給するとともに、
振動子２４に所定の電圧を印加して振動板２１を超音波
振動させる。上記供給路３１に供給された洗浄液は複数
の噴出路３２へ分流し、その噴出路３２の他端開口から
振動板２１に向かって噴出する。

【００３１】各噴出路３２から噴出された洗浄液が超音
波振動する振動板２１の下面に衝突すると、その洗浄液
に超音波振動が伝播される。超音波振動が伝播された洗
浄液、つまり超音波振動する洗浄液は図１に矢印で示す
ように空間部１８を流れてその下端のノズル口１９から
噴出する。したがって、上記ノズル口１９の下方に被洗
浄物を対向配置すれば、その被洗浄物を超音波振動が付
与された洗浄液によって洗浄することができる。

【００３２】ところで、上記空間部１８の一側と他側に
設けられた噴出路３２は、上記空間部１８に連通する他
端の開口位置をずらして形成されている。そのため、上
記空間部１８の幅方向一側と他側の噴出路３２から上記
振動板２１に向かって噴出する洗浄液は、図２に矢印で
示すように互いにぶつかり合うことなく上記振動板２１
の下面に沿って円滑に流れるため、上記振動板２１に下
面において流れが停滞する部位が発生しにくくなる。

【００３３】その結果、上記振動板２１の下面に気泡が
付着しにくくなるため、気泡によって振動板２１から洗
浄液へ超音波振動が伝播しずらくなるということがな
く、また振動板２１に洗浄液が接触しない部位が生じて
その部位が異常温度上昇するということもなくなる。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、空間部の
一側と他側から振動板に向けて洗浄液を噴出させるため
に形成された噴出路の、上記空間部に開口する位置を、
装置本体の長手方向に対してずらすようにした。

【００３５】そのため、上記空間部の一側と他側の噴出
路から上記振動板に向かって噴出される洗浄液がぶつか
り合うことなく流れ、上記振動板に気泡が付着しにくく
なるから、その結果、気泡により振動板から洗浄液への
振動の伝播効率が低下したり、洗浄液が振動板に接触す
るのが妨げられ、振動板が局部的に異常発熱するのが防
止されるなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す超音波洗浄装置の縦
断面図。

【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図。

【図３】同じく図１のＢ−Ｂ線に沿う横断面図。

【図４】従来の超音波洗浄装置の縦断面図。

【図５】同じく振動板を除去した装置本体の平面図。

【符号の説明】

１１…装置本体、 １８…空間部、２
４…振動子、 ２１…振動板 ３１…供給路、 ３２…噴出路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄物を洗浄する洗浄液に超音波振動
   を付与するための超音波洗浄装置において、 装置本体と、 この装置本体の長手方向に沿うとともに一側面に開口し
   て形成された所定の幅寸法の空間部と、 この空間部に設けられ空間部に供給される上記洗浄液に
   超音波振動を付与する振動子が付着された振動板と、 上記空間部の幅方向両側に形成され上記洗浄液が供給さ
   れる一対の供給路と、 上記空間部の幅方向両側にそれぞれ一端を上記供給路に
   連通させ他端を上記空間部に連通させるとともに、上記
   空間部の幅方向一側と他側において上記空間部に連通す
   る他端の位置を上記装置本体の長手方向にずらして形成
   されていて、上記各供給路に供給された洗浄液を上記振
   動板に向けて噴出させるための複数の噴出路とを具備し
   たことを特徴とする超音波洗浄装置。