JP2821396B2 - 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に付着し
た微粒子を超音波振動が付与された洗浄液によって洗浄
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物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ずつ洗浄
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
比べて洗浄効果を高めることができるということがあ
る。

【０００６】洗浄液に超音波振動を付与するには超音波
洗浄装置が用いられている。この超音波洗浄装置は洗浄
液が供給される本体を有する。この本体の内部には振動
子が取着された弾性金属板からなる振動板が設けられて
いる。

【０００７】上記振動子には給電体が接触して設けら
れ、この給電体を介して上記振動子に給電すると、この
振動子が超音波振動する。振動子が振動すれば、この振
動子が取付けられた振動板も振動するから、上記本体内
に供給された洗浄液は上記振動板に接触することで超音
波振動が付与されることになる。

【０００８】超音波振動が付与された洗浄液は上記本体
に形成されたノズル口から噴出される。したがって、ノ
ズル口から噴出する洗浄液を被洗浄物に衝突させること
で、上記被洗浄物を超音波洗浄することができるように
なっている。

【０００９】ところで、上記振動子は振動板とともに振
動する。そのため、この振動子への給電は上記給電体を
上記振動子にはんだ付けして接続したのでは、振動が繰
り返されることによってはんだ付けが剥離してしまうと
いうことがある。

【００１０】そこで、図５に示すように振動板１の長手
方向に沿って所定間隔で取着された複数の振動子２に、
押え板３に一端が連結された帯状の板ばねからなる給電
体４の他端をそれぞれ弾性的に接触させ、電源５からの
電力を上記押え板３および給電体４を介して上記振動子
２に給電する、つまり１つの振動子２に１つの給電体４
を接触させて給電するということが考えられている。

【００１１】ところで、上記振動子２に給電して振動さ
せると、振動子２が振動することで、これに接触した給
電体４も振動することが避けられない。通常、上記振動
子２の振動は上記給電体４が弾性変形して吸収するが、
上記振動子２に発生する振動の定在波の腹の部分に上記
給電体４が位置すると、その位置では振幅が最大となる
ため、上記振動子２の振動に給電体４が追従できず、瞬
間的にこれら両者が離間してギャップが生じるというこ
とがある。すると、そのギャップにスパ−クが発生し、
そのスパ−クで振動子２や給電体４が削られ、振動子２
が損傷したり、上記両者が良好に接触しなくなるという
ことが生じる。

【００１２】さらに、上記振動子２はセラミックスで形
成されているため、上記給電板４と接触する面が精度の
高い平面にならず、凹凸状となり易い。そのため、１つ
の振動子２に１つの給電体４を接触させる構造による
と、これらは局部的に接触した状態、たとえば点接触状
態になり易いから、その部分に集中電流が流れてスパ−
クが発生するということもある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、１つの振
動子に１つの給電体を接触させる構造によると、上記給
電体が振動子に立つ定在波の腹の部分に位置したとき、
瞬間的に接触状態が維持できずにギャップが生じ、その
ギャップにスパ−クが発生して振動子や給電体を損傷さ
せるということがある。さらに、振動子と給電体とは局
部的に接触した状態となり易いから、その接触部分に集
中電流が流れてスパ−クが発生するということもある。

【００１４】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、振動子と給電体との間に
スパ−クが発生するのを防止できるようにした超音波洗
浄装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１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おいて、上記洗浄液
が供給される本体と、この本体に供給された洗浄液に超
音波振動を付与するための振動板と、この振動板の長手
方向に沿って取着され給電されることで上記振動板を振
動させる振動子と、弾性部材から形成され上記振動子に
弾性的に接触して給電する複数の接触部を有しこれら接
触部を上記振動子の長手方向に沿って接触させて設けら
れた給電体とを具備したことを特徴とする。

【００１６】請求項１の発明によれば、給電体は振動子
に接触する複数の接触部を有するから、複数の接触部の
うちのいくつかを振動子に立つ定在波の腹の部分からず
らし、接触状態を維持することができる。それによっ
て、定在波の腹の部分に位置する接触部が振動子から瞬
間的に離れても、離れた部分でスパ−クが発生しにく
い。しかも、複数の接触部が振動子に接触していること
で、それぞれの接触部と振動子との接触状態が局部的で
あっても、電流は複数の接触部に分散して流れるから、
１つの接触部に集中電流が流れてスパ−クが発生するの
を防止できる。

【００１７】

【発明の実施形態】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。図３に示すようにこの発
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１
５とによって細長い角柱状に形成されている。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】上記振動板２１の上方には給電機構３０が
設けられている。この給電機構３０は、上記押え板２３
に保持部材２６を介して取り付けられた帯状の保持板２
５を有する。この保持板２５の下面には、断面形状がＬ
字状で、各振動子２４に対応する長さの複数の取付部材
２７が一辺を固着して設けられている。

【００２４】上記取付部材２７の他辺には弾性部材であ
る板ばねによって形成された給電体２８の一端部が固着
されている。この給電体２８には、図１に示すように下
端側に開放した溝部２９ａによって複数の接触部２９ｂ
が長手方向に沿って所定間隔で形成されている。各接触
部２９ｂは下端部（他端部）がほぼＪ字状になるよう曲
成されている。

【００２５】そして、これら接触部２９ｂは、下端部を
上記振動子２４の上面に弾性的に接触している。つま
り、振動子２４の上面には、給電体２８に形成された複
数の接触部２９ｂが長手方向に対して所定間隔で接触し
ている。

【００２６】上記保持板２５の上面にはコイル３１が設
けられている。このコイル３１と上記振動板２１との間
には電源３２がスイッチ３３を介して接続される。この
スイッチ３３を閉成することで、上記振動子２４に給電
することができるから、それによって上記振動子２４を
超音波振動させ、その超音波振動に上記振動板２１を連
動させることができ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３４が
長手方向に貫通して形成されている。この供給路３４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３４にはそれぞれ複数の噴出
路３５が一端を連通させて設けられている。つまり、噴
出路３５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】したがって、供給路３１に洗浄液を供給し
て空間部１８へ流入させるとともに、振動子２４に所定
の電圧を印加して振動板２１を超音波振動させれば、空
間部１８に流入した洗浄液は上記振動板２１に接触して
超音波振動が付与され、ノズル口１９から噴出すること
になる。

【００３０】ところで、上記構成の超音波振動装置にお
いては、給電体２８に複数の接触部２９ｂを形成し、こ
れら接触部２９ｂを振動子２４に弾性的接触させること
で、上記給電体２８から振動子２４へ給電するようにし
ている。

【００３１】振動子２４へ給電することで、この振動子
２４が振動板２１とともに超音波振動する。振動子２４
が振動すると、その振動に応じて給電体２８の接触部２
９ｂが弾性変形して追従し、上記振動子２４への給電状
態を維持する。

【００３２】ところで、振動子２４が振動すると、この
振動子２４には定在波が立ち、その定在波の振幅が最大
となる腹の部分に接触した給電体２８の接触部２９ｂは
上記振動子２４の変位に追従しきれず、振動子２４と接
触部２９ｂとが瞬間的に離れることがある。

【００３３】しかしながら、上記給電体２８には複数の
接触部２９ｂが形成されている。そのため、複数の接触
部２９ｂのうちのいくつかが定在波の腹の部分に位置し
て給電体２８から瞬間的に離れても、残りの接触部２９
ｂが上記腹の部分からずれた位置にあれば、接触状態を
維持できるから、その接触部２９ｂから振動子２４へ確
実に給電される。したがって、定在波の腹の部分に位置
する接触部２９ｂが振動子２４から瞬間的に離れても、
その接触部２９ｂにスパ−クが発生するのが防止され
る。

【００３４】上記振動子２４への給電条件が一定であれ
ば、その振動子２４の形状などの条件によって上記振動
子２４に立つ定在波の波形が定まる。したがって、その
ような場合には、上記給電体２８をその接触部２９ｂが
上記振動子２４に立つ定在波の腹の部分からずれるよう
に取り付ければよい。

【００３５】また、振動子２４の振動条件が変わる場合
には給電体２８に形成される接触部２９ｂの間隔を不規
則にしておけば、複数の接触部２９ｂのうちのいくつか
を定在波の腹の部分からずらし、良好な接触状態を維持
することができる。

【００３６】また、給電体２８に複数の接触部２９ｂを
形成したことで、上記振動子２４に対して常に複数の接
触部２９ｂが接触した状態が維持される。そのため、振
動子２４の上面の平面度が悪く、各接触部２９ｂと振動
子２４との接触状態が局部的であっても、複数の接触部
２９ｂから振動子２４へ給電されることで、１つの接触
部２９ｂに電流が集中してスパ−クが発生するというこ
とが避けられる。

【００３７】この発明は上記一実施形態に限定されず、
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。た
とえば、上記一実施例では給電体２８を１枚の板ばねに
よって複数の接触部２９ｂを有する形状に形成したが、
図４に示すように給電体１２８を帯板状の複数の給電部
材１２９ａから構成し、各給電部材１２９ａの下端部を
接触部１２９ｂに折曲形成するとともに、上端部を取付
部材１２７に所定間隔でそれぞれ取付固定することで、
各給電体１２８から振動子２４へ給電するようにしても
よい。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、振動子に
給電するための給電体に複数の接触部を設け、各接触部
を上記振動子の長手方向に沿って弾性的に接触させるよ
うにした。

【００３９】そのため、上記振動子が振動することで定
在波が立ち、その定在波の腹の部分に位置する接触部が
上記振動子から瞬間的に離れても、他の接触部は上記振
動子に対して接触状態が維持されて給電されるから、瞬
間的に離れた接触部にス−パクが発生するのを防止でき
る。

【００４０】また、振動子の平面度合が悪いことで、１
つの接触部と振動子との接触状態が局部的であっても、
複数の接触部が振動子に接触していることで、集中電流
が流れるのが防止されるから、そのことによっても接触
部にスパ−クが発生するのが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す給電構造の斜視
図。

【図２】同じく側面図。

【図３】同じく本体の断面図。

【図４】この発明の他の実施例を示す給電構造の斜視
図。

【図５】従来の給電構造の説明図。

【符号の説明】

１１…本体、２１…振動板、２４…振動子、２８…給電
体、２９ｂ…接触部。

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
   を付与する超音波洗浄装置において、 上記洗浄液が供給される本体と、 この本体に供給された洗浄液に超音波振動を付与するた
   めの振動板と、 この振動板の長手方向に沿って取着され給電されること
   で上記振動板を振動させる振動子と、 弾性部材から形成され上記振動子に弾性的に接触して給
   電する複数の接触部を有しこれら接触部を上記振動子の
   長手方向に沿って接触させて設けられた給電体とを具備
   したことを特徴とする超音波洗浄装置。