JP3256173B2

JP3256173B2 - 超音波洗浄装置

Info

Publication number: JP3256173B2
Application number: JP34088897A
Authority: JP
Inventors: 芳樹橋本
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11156315A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームを
代表とする薄膜長尺物の洗浄に用いて好適な超音波洗浄
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、リードフレームの表面に付着した
メッキ液などの付着液体を洗浄して除去するには、図５
あるいは図６に示すような方法が用いられていた。すな
わち、図５の洗浄方法は、スポンジローラ・バキューム
方式と呼ばれているもので、回転支軸５１をバキューム
吸引管とした一対のスポンジローラ５２，５２の間に洗
浄対象とするリボン状のリードフレーム１をくぐらせて
いくことにより、リードフレーム１の表面に付着してい
るメッキ液などをバキューム吸引して回収するものであ
る。

【０００３】また、図６の洗浄方法は、エアブロー・バ
キューム方式と呼ばれているもので、洗浄対象とするリ
ードフレーム１の表面に向けてエアブラシ６１から高圧
の洗浄用エアを吹き付けることによりリードフレーム１
の表面に付着しているメッキ液などを吹き飛ばし、この
吹き飛ばされたメッキ液などをバキューム式の回収ノズ
ル６２で回収するようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た図５の洗浄方法によるときは、洗浄対象物としては表
面に凹凸のないものに限られ、コネクタなどのリードフ
レームや、トランジスタなどの足のついた折り返しのあ
るリードフレームなどでは使用できないという問題があ
った。また、図６の洗浄方法によるときは、エアブラシ
で吹き飛ばされたメッキ液などがミスト状になって舞い
上がって飛散し、その回収率が低下するという問題があ
った。また、ミスト状のため外部へ漏れやすく、環境汚
染の原因にもなりやすいという問題があった。さらに、
この種の作業を行なう工場ではそれ以外にも大量の高圧
エアを使用しており、現状以上の高圧エアの消費はでき
るだけ避けたいという要望もあった。

【０００５】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、表面に凹凸のある被洗浄物であっ
ても洗浄することができ、しかも洗浄時にメッキ液など
の付着液体がミスト状に舞い上がって飛散することのな
い超音波洗浄装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の超音波洗浄装置は、洗浄対象物たる薄膜長
尺物を中に挟んで超音波振動ホーンと超音波反射板を対
向配置し、該対向配置した超音波振動ホーンの先端面と
超音波反射板との距離を超音波の音圧が最大となる距離
に設定するとともに、前記洗浄対象物たる薄膜長尺物を
前記ホーン先端面と超音波反射板との間の音圧最大位置
に配置することにより構成したものである。

【０００７】

【作用】超音波振動ホーンの先端面と超音波反射板との
間に発生する超音波の音圧最大位置に洗浄対象物たるリ
ードフレームなどの薄膜長尺物が配置される。このた
め、音圧最大位置に配置されたリードフレームなどの薄
膜長尺物の表裏面は大きな音圧を受けて振動され、表裏
面に付着しているメッキ液などの液体が振り落とされ、
超音波洗浄が行なわれる。超音波を用いた場合、振り落
とされた液体はミスト状になって舞い上がることがない
ので、容易に回収することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１および図２に、本発明
に係る超音波洗浄装置の一実施形態を示す。図１は超音
波洗浄装置の一部切欠斜視図、図２はその縦断面図であ
る。

【０００９】図において、１は洗浄対象とするリボン状
のリードフレーム、２は本発明になる超音波洗浄装置で
ある。リボン状のリードフレーム１は、超音波洗浄装置
２のケース３の両側端面に形成された入口スリット４と
出口スリット５との間に差し通され、図示を略したフレ
ーム送り機構によって矢印方向に一定速度で送るように
構成されている。なお、入口スリット４と出口スリット
５は、挿通されるリードフレーム１の幅に合わせてその
スリット幅を自在に調節できるように構成されている。

【００１０】一方、超音波洗浄装置２内には、超音波振
動ユニット６が設置されている。この超音波振動ユニッ
ト６は、超音波振動子７、振動振幅を拡大する例えば逆
円錐形の第１の超音波振動ホーン８、四角形の第２の超
音波振動ホーン９から構成されており、第２の超音波振
動ホーン９の先端面１０をリードフレーム１に対向させ
た状態で、ユニット支持板１１によって定位置に固設さ
れている。第２の超音波振動ホーン９の中間位置には、
ホーンとのすきまをゴムなどのシーリング材１２によっ
て水密にシーリングされた防水壁１３が設けられてお
り、超音波洗浄時にリードフレーム１の表裏面から振り
落とされたメッキ液などが超音波振動子７側に侵入しな
いように保護している。

【００１１】リードフレーム１の裏面側には、ジュラル
ミンやステンレス鋼などで構成された超音波反射板１４
が、前記第２の超音波振動ホーン９の先端面１０と対向
して配置されている。さらに、この超音波反射板１４と
前記防水壁１３との間のリードフレーム１の下方には、
超音波洗浄によってリードフレーム１の表裏面から振り
落とされたメッキ液などを回収するための液受け槽１５
が配置され、排液ホース１６によって外部へ排出するよ
うに構成されている。

【００１２】本発明の場合、前記第２の超音波振動ホー
ン９の先端面１０と超音波反射板１４との距離ｄ₁と、
リードフレーム１との距離ｄ₂が極めて重要な役割を果
たしており、距離ｄ₁は第２の超音波振動ホーン９の先
端面１０から放射された超音波が超音波反射板１４との
間で反射を繰り返すことによって先端面１０と超音波反
射板１４の面がそれぞれ音圧最大となるような超音波が
発生する距離に設定される。また、距離ｄ₂は、第２の
超音波振動ホーン９の先端面１０と超音波反射板１４と
の間の超音波の音圧が最も大きくなる位置に設定されて
いる。ｄ₁とｄ₂をこのような関係に設定することによ
り、後述動作説明から明らかとなるように、１つの超音
波ユニット６を用いるだけでリードフレーム１の表裏面
を同時に超音波洗浄することが可能となる。

【００１３】なお、図中、１７は超音波振動子７を空冷
するための冷却ファン、１８は超音波振動子７に超音波
振動用の高周波電流を供給するための配線コード、１
９，２０はコードホルダ、２１は図示しない高周波発振
器への接続コネクタである。

【００１４】次に、上記構成になる超音波洗浄装置の動
作を説明する。まず、洗浄対象とするリードフレーム１
を、図示するように入口スリット４から出口スリット５
に差し通し、図示を略したフレーム送り機構によって所
定の速度で矢印方向に送り開始する。

【００１５】これと同時に、図示を略した高周波発振器
から接続コネクタ２０、配線コード１７を介して超音波
振動ユニット６の超音波振動子７に所定の高周波電流を
供給開始する。これによって、超音波振動子７が振動を
開始する。この超音波振動子７の振動は、第１の超音波
振動ホーン８によって振幅を拡大した後、四角形の第２
の超音波振動ホーン９に送られ、その先端面１０から超
音波となって対向配置された超音波反射板１４に向けて
放射される。

【００１６】超音波反射板１４に向けて放射された超音
波はリードフレーム１の表面に直接当たるとともに、薄
い膜状のリードフレーム１を透過して裏面側の超音波反
射板１４で反射される。また、リードフレーム１には、
半導体チップを載せるための種々のパターンからなる抜
き穴が開けられており、放射された超音波はこの抜き穴
を通って超音波反射板１４で反射される。このようにし
て、放射された超音波が超音波反射板１４と第２の超音
波振動ホーンの先端面１０との間で反射を繰り返して干
渉する結果、先端面１０と超音波反射板１４との間に
は、先端面１０と超音波反射板１４のそれぞれの位置で
最大音圧となるような超音波が発生する。

【００１７】図示しないフレーム送り機構によって一定
の速度で送られているリードフレーム１は、この先端面
１０と超音波反射板１４との間の音圧の最大となる位置
ｄ₂に配置されている。したがって、リードフレーム１
の表裏面に付着しているメッキ液などはこの超音波の大
きな音圧で振り飛ばされ、リードフレーム１の表裏面に
付着しているメッキ液などの付着液体の洗浄が効果的に
行なわれる。しかも、超音波によって振り飛ばされたメ
ッキ液など付着液体は、従来のエアブラシを用いた洗浄
方法の場合のようにミスト状とはならず、大きな粒子の
ままで吹き飛ばされる。したがって、吹き飛ばされたメ
ッキ液はその自重によって速やかに落下し、リードレー
ム下方に配置した液受け槽１５で回収されて排液ホース
１６から排出される。

【００１８】上記のように、本発明では、超音波を放射
する第２の超音波振動ホーン９の先端面１０と超音波反
射板１４との間の音圧最大位置にリードフレーム１を配
置してその表裏面を同時かつ効果的に洗浄する。このた
め、洗浄のための超音波振動ユニット６はただ１つ設け
るだけでよく、また、たとえリードフレーム１の表裏面
に凹凸があったり、あるいはコネクタなどのリードフレ
ームや、トランジスタなどの足のついた折り返しのある
リードフレームの場合であってもこれらに何ら邪魔され
ることなく確実に洗浄を行なうことができる。さらに、
メッキ液などがミスト状になって飛散することがないの
で、回収率が低下するというようなこともなく、メッキ
液が外部へ漏れて環境汚染を引き起こすというようなこ
とも防止できる。

【００１９】次に、図３を参照して、前述した第２の超
音波振動ホーン９の先端面１０と超音波反射板１４との
距離ｄ₁と、リードフレム１との距離ｄ₂の設定方法に
ついて説明する。超音波の音圧測定を容易とするため、
前述した第２の超音波振動ホーン９の代わりに平板状の
振動板Ａを用いる。そして、この振動板Ａを第１の超音
波振動ホーン８に接続し、所定の周波数で振動を起こさ
せ、対向配置した超音波反射板１４に向けて超音波を放
射する。一方、超音波反射板１４の中央位置には穴を開
け、この穴に音圧測定用のマイクロホン３１を挿入して
おき、振動板Ａの位置を前後方向に変えながら各位置に
おける超音波の音圧をマイクロホン３１で測定し、増幅
器３２から出力する。

【００２０】図３の音圧測定装置を用い、距離ｄをパラ
メータとして振動板Ａ表面における音圧の変化を測定し
た結果を図４に示す。なお、測定条件は次の通りであ
る。振動板Ａの大きさ：４３４×１７８×３ｍｍ超音波の発振周波数：１９．１８５ＫＨｚ振動板Ａの振動振幅：４４μｍｐ−ｐ反射板１４の大きさ：２４０×２５５×５ｍｍ

【００２１】図４から明らかなように、超音波反射板１
４を設けない場合には、すべての距離で音圧がほぼ一定
となり、弱い音圧となることが分かる。一方、超音波反
射板１４を設けた場合には、ｄ＝１２、２２、３２、４
２、……（ｍｍ）というように、約１０ｍｍ間隔毎に音
圧の極大値が周期的に現れ、これらの位置で振動板Ａと
超音波反射板１４との間に非常に強い音圧が発生してい
ることが分かる。そこで、例えば、図２中のｄ₁＝２２
（ｍｍ）、ｄ₂＝１２（ｍｍ）に設定すれば、第２の超
音波振動ホーン９の先端面１０と超音波反射板１４の間
で極大の音圧が生じるとともに、音圧最大の位置に洗浄
対象物たるリードフレーム１を位置せしめることがで
き、これによって所期の効果を上げることができるよう
になる。

【００２２】なお、前述した実施の形態は、洗浄対象物
としてリードフレームを用いた場合について例示した
が、これに限定されるものではなく、超音波が透過可能
な薄膜長尺物であれば適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波洗
浄装置によるときは、洗浄対象物たる薄膜長尺物を中に
挟んで超音波振動ホーンと超音波反射板を対向配置し、
該対向配置した超音波振動ホーンの先端面と超音波反射
板との距離を超音波の音圧が最大となる距離に設定する
とともに、前記洗浄対象物たる薄膜長尺物を前記ホーン
先端面と超音波反射板との間の音圧最大位置に配置した
ので、洗浄対象物たるリードフレームなどの薄膜長尺物
の表裏面に付着したメッキ液などの付着液体を効果的に
振り落とすことができる。このため、表面に凹凸のある
被洗浄物であっても確実かつ容易に洗浄することができ
るとともに、洗浄時にメッキ液などの付着液体がミスト
状に舞い上がって飛散することも防止することができ
る。また、振り落とされた付着液体がミスト状に舞い上
がって飛散することがないので、その回収率も向上し、
外部へ漏れて環境汚染の原因となるようなこともなくす
ことができる。さらに、洗浄エネルギーとして超音波を
用いているので、高圧エアの消費量も低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す一部切欠斜視図であ
る。

【図２】同上装置の横断面図である。

【図３】超音波振動ホーンの先端面と超音波反射版およ
びリードフレームの位置を設定するための実験装置の構
成を示す図である。

【図４】図３の実験装置による音圧測定結果を示す図で
ある。

【図５】従来のスポンジローラ・バキューム方式洗浄法
の説明図である。

【図６】従来のエアブロー・バキューム方式洗浄法の説
明図である。

【符号の説明】

１リードフレーム（薄膜長尺物）２超音波洗浄装置３ケース４入口スリット５出口スリット６超音波振動ユニット７超音波振動子８第１の超音波振動ホーン９第２の超音波振動ホーン１０第２の超音波振動ホーンの先端面１１ユニット支持板１２シーリング材１３防水壁１４超音波反射板１５液受け槽１６排液ホース１７冷却ファン１８配線コード１９，２０コードホルダ２１接続コネクタｄ₁ 第２の超音波振動子の先端面と超音波反射板との
距離ｄ₂ 第２の超音波振動子の先端面とリードフレーム
（薄膜長尺物）との距離

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄対象物たる薄膜長尺物を中に挟んで
超音波振動ホーンと超音波反射板を対向配置し、該対向配置した超音波振動ホーンの先端面と超音波反射
板との距離を超音波の音圧が最大となる距離に設定する
とともに、前記洗浄対象物たる薄膜長尺物を前記ホーン
先端面と超音波反射板との間の音圧最大位置に配置した
ことを特徴とする超音波洗浄装置。