JPH0731942A

JPH0731942A - 超音波洗浄方法及び装置

Info

Publication number: JPH0731942A
Application number: JP4397294A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Shibano; 佳英柴野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な表面構造を有するワークに対して優れた
洗浄効果が得られる超音波洗浄方法及び超音波洗浄装置
を提供する。【構成】洗浄槽５に収容された脱気された洗浄液Ｌ中に
超音波を放射して洗浄液Ｌ中に浸漬された複雑な表面構
造を有するワークＷを洗浄する。洗浄槽５内にワークＷ
を収容し、洗浄槽５を密閉する密閉工程を備える。密閉
された洗浄槽５内の中空にワークＷを保持し、所定の気
圧に減圧し、ワークＷ内に貯留される異物をワークＷ表
面に取り出す減圧工程を備える。ワークＷを洗浄液Ｌ中
に浸漬した状態で、洗浄液５中に超音波を放射してワー
ク５を洗浄する洗浄工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に盲孔等の孔部や
細かい隙間を有するアルミダイカスト製等の精密機械部
品、半導体等の電子部品が細かい間隙で実装された実装
基板等の複雑な表面構造を有するワークを、脱気された
洗浄液中に浸漬し、該洗浄液中に超音波を放射すること
により洗浄する超音波洗浄方法及び超音波洗浄装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械部品や電子部品等のワーク
の表面には、その製造工程で油分、フラックス等の異
物、バリ等が付着しているので、この油分、異物、バリ
等を除去したのち最終製品とされている。

【０００３】前記ワークに付着した異物を除去する方法
として、洗浄槽内に収容された水等の洗浄液にワークを
浸漬させた状態で、前記洗浄槽の底部に取付けられた超
音波振動子から、前記洗浄液中に超音波を放射し、該超
音波により該洗浄液中に生じるキャビテーションの作用
を利用してワークの洗浄やバリ取りを行う超音波洗浄方
法が知られている。前記超音波洗浄方法は、前記キャビ
テーションが崩壊するときに生じる衝撃波をワーク表面
に作用させることにより、ワークの洗浄やバリ取りを行
うものであり、脱気された洗浄液を使用することにより
前記キャビテーションが生じやすくなるので優れた洗浄
効果が得られる。

【０００４】しかしながら、前記超音波洗浄方法では、
表面に孔部や狭い間隙を有するアルミダイカスト製等の
精密機械部品や半導体等の電子部品が狭い間隙で実装さ
れた実装基板等の複雑な表面構造を有するワークを水系
洗浄液等の比較的表面張力の大きい洗浄液で洗浄しよう
とすると、盲孔の奥部、電子部品と基板との狭い間隙等
に油分や異物が残留し、十分に洗浄できないとの不都合
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、超音
波洗浄方法及び超音波洗浄装置の改良にある。

【０００６】さらに詳しくは、本発明の目的は、前記不
都合を解消して、複雑な表面構造を有するワークの孔部
や狭い間隙に対して優れた洗浄効果を得ることができる
超音波洗浄方法及び超音波洗浄装置を提供することにあ
る。

【０００７】また、本発明の目的は、ワークの強度に応
じて適切な洗浄条件を選択することができる超音波洗浄
方法及び超音波洗浄装置を提供することにもある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者の検討によれ
ば、前記水系洗浄液等の洗浄液は比較的表面張力が大き
く、このような洗浄液で前記複雑な表面構造を有するワ
ークを洗浄しようとするときには、該洗浄液が前記孔部
や狭い間隙に浸入しにくい傾向があることが判明した。
前記知見によれば、前記洗浄液に前記ワークを浸漬して
も、盲孔の奥部、電子部品と基板との狭い間隙等の部分
には前記洗浄液が浸入せず、空気が残留するために、前
記部分に前記キャビテーションの崩壊時の衝撃波が作用
しにくいために、該部分に油分や異物が残留するという
前記不都合が生じるものと考えられる。

【０００９】そこで、本発明者は、さらに検討を重ねた
結果、前記ワークを前記洗浄液に浸漬する前に、前記ワ
ークの周囲の空間を減圧することにより、前記盲孔の奥
部、電子部品と基板との狭い間隙等の部分に存する油分
や異物を該部分の空気と共に前記ワーク表面に取り出す
ことができ、この状態で前記ワークを前記洗浄液に浸漬
して超音波洗浄することにより、優れた洗浄効果が得ら
れることを見い出し、本発明に到達した。

【００１０】即ち、本発明の超音波洗浄方法は、前記目
的を達成するために、洗浄槽に収容された脱気された洗
浄液中に超音波を放射して該洗浄液中に浸漬された複雑
な表面構造を有するワークを洗浄する超音波洗浄方法に
おいて、前記洗浄槽内にワークを収容したのち、該洗浄
槽を密閉する密閉工程と、密閉された前記洗浄槽内の中
空にワークを保持し、所定の気圧に減圧して前記ワーク
内に貯留される異物を該ワーク表面に取り出す減圧工程
と、前記ワークを前記洗浄液中に浸漬した状態で、該洗
浄液中に超音波を放射して前記ワークを洗浄する洗浄工
程とを備えることを特徴とする。

【００１１】前記洗浄液としては、純水、通常の水、界
面活性剤水溶液または高級アルコール水溶液等の水系洗
剤、第３石油類等の有機溶剤が用いられる。

【００１２】前記脱気された洗浄液は、前記洗浄工程よ
り前のいずれの時点で前記洗浄槽に供給してもよいが、
本発明の超音波洗浄方法では、前記減圧工程において前
記ワークは該ワーク内に貯留される異物を該ワーク表面
に取り出すために、前記洗浄槽内の中空に保持され、洗
浄液に没していないことが必要であるので、前記減圧工
程以前に前記洗浄液を供給する場合には、前記洗浄液を
前記ワークと接触しない水位まで前記洗浄槽に供給す
る。また、前記減圧工程は、前記洗浄槽内に前記洗浄液
が存在しない状態で行ってもよく、前記洗浄液が存在す
る状態で行ってもよい。ただし、前記洗浄槽内に前記洗
浄液が存在する状態で該洗浄槽内を減圧するときは、前
記洗浄槽内の気圧が前記洗浄液の液温に対する飽和蒸気
圧より小さくなるまで減圧すると、前記洗浄液の沸点が
下がって沸騰しやすくなり、前記洗浄液が蒸散するの
で、前記洗浄槽内の気圧が前記飽和蒸気圧より大きい状
態で行うことが好ましい。

【００１３】また、前記減圧工程の後、前記洗浄工程で
前記洗浄液を供給する場合は、前記洗浄液を前記ワーク
と接触しない水位まで前記洗浄槽に供給し、次いで前記
洗浄工程で該洗浄液にワークを浸漬する。或は、前記洗
浄工程で、前記ワークが前記洗浄液に没する水位まで前
記洗浄液を前記洗浄槽に供給することにより、該洗浄液
にワークが浸漬された状態としてもよい。尚、前記洗浄
液を前記減圧工程後に供給するときは、減圧下に供給す
ることにより前記洗浄液の脱気状態を維持することがで
きるので好ましい。

【００１４】また、本発明の超音波洗浄方法において
は、前記洗浄工程におけるワークの洗浄は、通常は常圧
で行われるが、超音波により生じるキャビテーションの
量は圧力に比例するので、前記キャビテーションの崩壊
時に生じる衝撃力を強くすることが望まれるときには、
前記洗浄工程を前記洗浄槽内の気体が加圧された状態で
行う。また、ワークに脆弱な部分がある場合などのよう
に穏和な状態で洗浄することが望まれるときには、逆に
前記洗浄工程を前記洗浄槽内の気体が減圧された状態で
行う。

【００１５】さらに、本発明の超音波洗浄方法において
は、前記洗浄工程において、前記ワークを前記洗浄液か
ら少なくとも１回取り出し、その取り出し時に前記ワー
ク表面の複雑な形状を有する部分から前記洗浄液を流出
せしめる工程を備えることを特徴とする。前記洗浄工程
における前記ワークを前記洗浄液から取り出す操作は、
洗浄液を前記ワークが没する水位まで前記洗浄槽に供給
し、次いで該洗浄液を前記ワークが露出する水位まで前
記洗浄槽から排出することにより行うか、或は前記ワー
クを昇降することにより行う。

【００１６】本発明の超音波洗浄方法は、前記ワークが
内部に収容される槽本体及び槽本体を密閉する蓋部から
なる洗浄槽と、密閉された前記洗浄槽内の圧力を所定の
圧力に調整する圧力調整手段と、前記洗浄槽に脱気され
た洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄槽から
前記洗浄液を排出する洗浄液排出手段と、前記洗浄槽に
設けられ前記洗浄液中に超音波を放射して前記ワークを
洗浄する超音波振動子とからなることを特徴とする超音
波洗浄装置により有利に実施することができる。

【００１７】前記超音波洗浄装置において、前記洗浄槽
は、前記ワークを昇降する昇降手段を備えることを特徴
とする。前記昇降手段は、前記蓋部に設けられているこ
とが好ましい。このようにすることにより、前記洗浄槽
を密閉した状態のままで前記ワークを昇降できる。

【００１８】また、前記超音波洗浄装置では、別途脱気
された洗浄液を前記洗浄槽に供給する様にしてもよい
が、前記洗浄液供給手段が、前記洗浄液を脱気する脱気
手段を備えることを特徴とする。前記脱気手段として
は、外部を減圧にした中空糸状気体分離膜内に洗浄液を
流通し、該気体分離膜を介して該洗浄液に溶解している
気体を除去する装置、内部が減圧された密封槽に洗浄液
を導入して、該密封槽内の減圧空間に該洗浄液に溶解し
ている気体を放出させて除去する装置等を挙げることが
できる。

【００１９】また、前記超音波洗浄装置は、前記洗浄液
排出手段により前記洗浄槽から排出される洗浄液を、前
記洗浄液供給手段に導き、前記洗浄液を循環させる洗浄
液循環手段を備えることを特徴とする。前記洗浄液循環
手段は、排出された洗浄液に含まれる異物や油分を除去
し、清浄な洗浄液を前記洗浄槽に供給するために、濾過
装置を備えていることが好ましい。

【００２０】

【作用】本発明の超音波洗浄方法によれば、前記密閉工
程で、表面に盲孔等の孔部や細かい隙間を有するアルミ
ダイカスト製等の精密機械部品、半導体等の電子部品が
細かい間隙で実装された実装基板等の複雑な表面構造を
有するワークが収容された洗浄槽が密閉され、閉鎖空間
が形成される。次に、前記減圧工程で、前記密閉された
洗浄槽内の中空に保持し、該洗浄槽内を所定の圧力に減
圧すると、前記ワーク内の盲孔等の孔部の奥部や細かい
間隙内の空気が該ワーク表面に引き出され、該空気と共
に前記盲孔等の孔部の奥部や細かい間隙内に貯留される
異物が該ワーク表面に取り出される。

【００２１】次に、前記洗浄工程で、このときまでのい
ずれかの時点で前記洗浄槽内に供給されている前記洗浄
液に前記ワークが浸漬された状態とすると、前記ワーク
は盲孔の奥部、電子部品と基板との狭い間隙等の部分な
どの空気が前記減圧工程で前記異物と共に取り出されて
いるので、前記部分に容易に前記洗浄液が浸入する。次
いで、前記洗浄液中に超音波を放射して前記ワークを洗
浄すると、前記洗浄液中に前記超音波によるキャビテー
ションが生じ、さらに該キャビテーションが崩壊するこ
とにより衝撃波を生じるが、前記異物は前記ワーク表面
に取り出されているので、該衝撃波に曝露されやすくな
っており、容易に前記ワーク表面から除去される。ま
た、前記洗浄液は、前記盲孔の奥部、電子部品と基板と
の狭い間隙等の部分などにも浸入しているので、前記衝
撃波が該洗浄液を介して伝達され、前記部分にも作用
し、該部分に残留している異物や油分も除去される。

【００２２】本発明の超音波洗浄方法では、前記減圧工
程を前記洗浄槽内に前記洗浄液が存在しない状態で行う
ことにより、高度の減圧状態が得られる。従って、前記
ワーク内の盲孔の奥部、電子部品と基板との狭い間隙等
の部分等に貯留されている異物や油分が該ワーク表面に
取り出され易くなる。

【００２３】また、前記減圧工程は前記洗浄槽内に前記
洗浄液が存する状態で行ってもよい。このようにすると
きには、前記洗浄槽内の洗浄液を１回の洗浄ごとに全量
排出しなくてもよく、また排出した分だけ新しい洗浄液
を供給すればよいので、該洗浄液の排出量及び供給量が
低減される。前記のように、前記洗浄槽内に前記洗浄液
が存する状態で減圧を行うときには、前記洗浄槽内の気
圧が前記洗浄液の液温に対する飽和蒸気圧より大きい状
態で行うことにより、該洗浄液の沸騰による蒸散が避け
られる。

【００２４】また、本発明の超音波洗浄方法では、脱気
された洗浄液を使用するので、前記減圧工程の後、前記
洗浄液を供給するときには、減圧下に供給することによ
り、前記洗浄液の脱気された状態が維持され、良好な洗
浄効果が得られる。

【００２５】また、前記洗浄工程は、前記洗浄槽内の気
体が加圧された状態で行うことにより強力な洗浄力が得
られ、また前記洗浄槽内の気体が減圧された状態で行う
ことにより脆弱なワークの洗浄に適した温和な洗浄力が
得られる。

【００２６】さらに、本発明の超音波洗浄方法では、前
記洗浄工程において、前記ワークを前記洗浄液から少な
くとも１回取り出し、その取り出し時に前記ワーク表面
の複雑な形状を有する部分から前記洗浄液を流出せしめ
る工程を備えることにより、前記ワーク内の盲孔の奥
部、電子部品と基板との狭い間隙等の部分等で除去され
た異物や油分が前記流出する洗浄液と共に前記部分から
取り出され、除去されるので、良好な洗浄効果が得られ
る。

【００２７】前記ワークを前記洗浄液から取り出す操作
は、所望により、洗浄液を前記ワークが没する水位まで
前記洗浄槽に供給し、次いで前記ワークが露出する水位
まで前記洗浄槽から排出して行う方法または前記ワーク
を昇降することにより行う方法のいずれかを選択するこ
とができる。洗浄液の供給、排出による方法によれば、
前記洗浄槽内にワークを前記洗浄液の液面から引き上げ
るための空間を確保することが不要になり、装置が小型
化される。また、前記ワークを昇降する方法によれば、
洗浄液を排出、供給する操作が不要になり、操作に要す
る時間が短縮される。

【００２８】また、本発明の超音波洗浄装置は、前記ワ
ークが内部に収容される槽本体及び槽本体を密閉する蓋
部からなる洗浄槽と、密閉された前記洗浄槽内の圧力を
所定の圧力に調整する圧力調整手段と、前記洗浄槽に脱
気された洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄
槽から前記洗浄液を排出する洗浄液排出手段と、前記洗
浄槽に設けられ前記洗浄液中に超音波を放射して前記ワ
ークを洗浄する超音波振動子とからなることにより、前
述の超音波洗浄方法が容易に実施される。

【００２９】前記超音波洗浄装置は、前記洗浄槽が、前
記ワークを昇降する昇降手段を備えることにより、前記
洗浄液供給工程で前記洗浄液が前記ワークと接触しない
水位まで供給されているときに、該洗浄液に該ワークを
浸漬する操作、前記洗浄工程で前記ワークを前記洗浄液
から取り出す操作が容易になる。

【００３０】また、前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液
を脱気する脱気手段を備えることにより、脱気された洗
浄液が容易に供給される。また、前記超音波洗浄装置
は、前記洗浄液排出手段により前記洗浄槽から排出され
る洗浄液を、前記洗浄液供給手段に導き、前記洗浄液を
循環させる洗浄液循環手段を備えることにより、排出さ
れた洗浄液が再使用され、廃棄量が低減される。

【００３１】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の超
音波洗浄方法及び超音波洗浄装置についてさらに詳しく
説明する。図１は本実施例の超音波洗浄装置の構成を示
す説明的断面図であり、図２は本実施例が適用されるワ
ークＷの一例を示す説明的断面図であり、図３は本実施
例が適用されるワークＷの他の例を示す外観図である。

【００３２】図１示のように、本実施例の超音波洗浄装
置１は、ワークＷが収容される槽本体２と、槽本体２の
上部開口部３を図示しない昇降装置により開閉自在に密
閉する蓋部４からなる洗浄槽５を備えている。

【００３３】蓋部４の中央部近傍には、吸気管６の一端
が連結されており、吸気管６の他端は洗浄槽５内の気圧
を所定圧力に減圧する真空ポンプ７に接続されている。
吸気管６の途中には三方向弁８が設けられており、該三
方向弁８を開放することにより洗浄槽５内の減圧状態が
解除される。

【００３４】また、蓋部４には、吸気管６と並んで送気
管９の一端が連結されており、送気管９の他端は洗浄槽
５内の気圧を所定圧力に加圧するコンプレッサー１０に
接続されている。吸気管９の途中には三方向弁１１が設
けられており、該三方向弁１１を開放することにより洗
浄槽５内の加圧状態が解除される。前記のように、超音
波洗浄装置１では、前記真空ポンプ７及びコンプレッサ
ー１０により、洗浄槽５内の気圧を所定の圧力に調整す
る圧力調整手段が構成されている。

【００３５】槽本体２の側壁には、洗浄液供給口１２及
び洗浄液排出口１３が相対向して設けられており、共に
図示しない整流装置を内蔵している。洗浄液供給口１２
及び洗浄液排出口１３には、洗浄液循環手段として洗浄
液循環導管１４の両端部がそれぞれ流通制御弁１４ａ，
１４ｂを介して接続されている。前記洗浄液循環導管１
４の途中には、洗浄液排出口１３から洗浄液供給口１２
に向けて、排出ポンプ１５、フィルター１６，１７、洗
浄液貯留槽１８、供給ポンプ１９、真空脱気手段２０が
順に設けられている。また、槽本体２の底部には洗浄液
排出導管２１が設けられ、洗浄液排出弁２２を介して洗
浄液循環導管１３に接続されている。

【００３６】前記のように、超音波洗浄装置１では、洗
浄液供給口１２、真空脱気手段２０、供給ポンプ１９に
より洗浄槽２に脱気された洗浄液Ｌを供給する洗浄液供
給手段が構成されている。また、洗浄液排出口１３、排
出ポンプ１５及び洗浄液排出導管２１により洗浄槽２か
ら前記洗浄液を排出する洗浄液排出手段が構成されてい
る。

【００３７】そして、前記槽本体５の底部には、前記洗
浄液Ｌ中に超音波を放射して前記ワークを洗浄する超音
波振動子２３が設けられている。

【００３８】前記真空脱気手段２０は、洗浄液Ｌを所定
の溶存気体量に脱気するための装置であり、密封槽２４
と該密封槽２４内を減圧する真空ポンプ２５とを備え、
真空ポンプ２５で減圧された密封槽２４内に前記洗浄液
Ｌを導入し、洗浄液Ｌ中の溶存気体を密封槽２１内の空
間に放出させて脱気するようになっている。前記洗浄液
Ｌに溶存している気体は実際には空気であるが、空気の
組成は酸素：窒素≒１：４で略一定であるので、溶存気
体量の指標として前記溶存酸素量を用いる。

【００３９】超音波洗浄装置１では、真空脱気手段２０
により所定の溶存気体量に脱気された洗浄液Ｌが、洗浄
液供給口１２を介して洗浄槽２に供給される。

【００４０】また、洗浄槽２には、蓋部４を気密に貫通
する昇降手段２６が設けられており、昇降手段２６の下
部に洗浄カゴ２７が係合されるようになっている。ワー
クＷは洗浄カゴ２７に収容され、昇降手段２６により昇
降される。

【００４１】次に、前記超音波洗浄装置１を用いる本発
明に係わる超音波洗浄方法について説明する。

【００４２】まず、本発明の超音波洗浄方法の第１の実
施例について説明する。本実施例は、図２示のような複
数の孔部２１を有するアルミダイカスト品等のワークＷ
を洗浄する場合の例である。

【００４３】図２示のワークＷにおいて、孔部２８はネ
ジ孔であり、螺条２８ａが設けられている盲孔である。
螺条２８ａには孔部２８を形成する際に用いられた油分
が付着して残留しており、孔部２８の奥部２８ｂには切
粉等の異物が存することが多い。

【００４４】本実施例では、まず、前記ワークＷが収容
された洗浄カゴ２７を昇降手段２６の下部に係合して、
槽本体２内の洗浄位置に収容すると共に、蓋体４で槽本
体２の開口部３を密閉する。このとき、流通制御弁１４
ａ，１４ｂは共に閉じられており、槽本体２には洗浄液
Ｌは全く供給されていないので、前記洗浄位置は中空に
なっており、ワークＷが中空に保持される。

【００４５】次に、三方向弁１１を閉じた状態で、三方
向弁８により洗浄槽５と真空ポンプ７とを接続し、真空
ポンプ７を作動させて、洗浄槽５内部を減圧にする。こ
の減圧は、洗浄槽５内の気圧が大気圧を基準とするゲー
ジ圧で、例えば−３００〜−６５０ｍｍＨｇになるよう
にする。洗浄槽５内を前記のように高度に減圧すると、
ワークＷの孔部２８内の空気が引き出されるので、該空
気に伴われて螺条２８ａに付着している油分がワークＷ
の表面に取り出される。

【００４６】次に、洗浄液排出弁２２を閉じ、流通制御
弁１４ａを開放して、貯留槽１８から洗浄槽５に洗浄液
Ｌを供給する。このとき、洗浄液Ｌは洗浄液循環導管１
４の途中に設けられた脱気手段２０により脱気された状
態で洗浄槽５に供給されるが、洗浄槽５内は前記のよう
に減圧にされているので、前記脱気された状態が良好に
維持される。洗浄液Ｌは洗浄カゴ２７が没する液面Ｌ₁
まで供給され、ワークＷが洗浄液Ｌに浸漬された状態に
なる。

【００４７】ワークＷは通常の状態では、孔部２８の奥
部２８ｂに空気が残留しやすいので、洗浄液Ｌに浸漬し
ても洗浄液Ｌが奥部２８ｂまで十分に浸入できず、この
傾向は洗浄液Ｌが水系の液体である場合にその大きな表
面張力のために特に著しい。この結果、超音波洗浄を行
っても、洗浄液Ｌが浸入していない孔部２８の奥部２８
ｂでは超音波洗浄の効果が得られにくく、前記油分や異
物が十分に洗浄されない。しかし、本実施例では、前記
のようにして孔部２８内の空気が引き出されているの
で、洗浄液Ｌが孔部２８の奥部２８ｂまで浸入すること
ができる。

【００４８】次に、三方向弁８を大気に開放して洗浄槽
５内の減圧を解除し、三方向弁１１により洗浄槽５とコ
ンプレッサー１０とを接続し、コンプレッサー１０を作
動させて、洗浄槽５内部を加圧する。このようにする
と、空気が洗浄液Ｌに溶解し易くなり、超音波洗浄効果
が十分に得られないことが懸念されるが、本実施例で
は、流通制御弁１４ｂを開き、洗浄液循環導管１４によ
り洗浄液Ｌを循環させることにより、常に脱気手段２０
により脱気された状態の洗浄液Ｌが洗浄槽５に供給され
る。従って、洗浄槽５内の洗浄液Ｌは前記のように脱気
された状態が常に良好に維持される。

【００４９】次に、超音波振動子２３から洗浄液Ｌに超
音波を放射して、ワークＷの洗浄を行う。洗浄液Ｌは前
記のように脱気されているので、前記超音波の放射によ
りキャビテーションが生じ易く、該キャビテーションの
崩壊により強力な衝撃波が生じる。超音波はまた圧力に
比例するので、前記のように洗浄槽５内を加圧した状態
で前記超音波洗浄を行うことにより、さらに強力な衝撃
波が得られる。

【００５０】このようにして超音波洗浄を行うと、ワー
クＷでは前記減圧操作によりワーク表面に取り出されて
いる油分が前記衝撃波に曝されて容易に除去される。ま
た、ワークＷの孔部２８にはその奥部２８ｂにまで洗浄
液Ｌが浸入しているので、該洗浄液Ｌを介して前記衝撃
波が奥部２８ｂにも作用し、奥部２８ｂに付着している
異物が除去される。

【００５１】また、本実施例では、図１に仮想線示する
ように、前記超音波洗浄時に洗浄カゴ２７を昇降手段２
６により液面Ｌ₁の上方に上昇させることにより、ワー
クＷを少なくとも１回前記洗浄液Ｌから取り出し、孔部
２８内の洗浄液Ｌを流出させたのち、再び洗浄液Ｌに浸
漬して超音波洗浄をおこなう。このようにすると、奥部
２８ｂで除去された異物が流出する洗浄液Ｌと共に取り
出されるので、さらに優れた洗浄効果が得られる。

【００５２】前記ワークＷを洗浄液Ｌから取り出す操作
は、流通制御弁１４ａ，１４ｂを閉じ、洗浄液排出弁２
２を開いて、図１に仮想線示する液面Ｌ₂がワークＷの
下方に達するまで洗浄液Ｌを排出するようにして行って
もよい。このようにするときには、孔部２８内の洗浄液
Ｌを流出させたのち、洗浄液排出弁２２を閉じ、流通制
御弁１４ａを開いて洗浄液Ｌを再び液面Ｌ₁まで供給し
て、前記超音波洗浄操作を繰り返す。

【００５３】前記超音波洗浄操作が終了すると、流通制
御弁１４ａ，１４ｂを閉じ、洗浄液排出弁２２を開いて
洗浄液Ｌを排出したのち、蓋部４が開蓋されて、ワーク
Ｗが取り出される。

【００５４】尚、前記実施例では、洗浄槽５内が加圧さ
れた状態で前記超音波洗浄操作を行っているが、常圧で
行ってもよい。

【００５５】また、前記実施例では、初めからワークＷ
を槽本体２内の洗浄位置に収容するようにしているが、
まず洗浄カゴ２７を図１に仮想線示する中空部に保持し
て減圧操作を行い、次いで昇降手段２６により洗浄カゴ
２７を下降させ、ワークＷを液面Ｌ₁まで供給された洗
浄液Ｌに浸漬するようにしてもよい。

【００５６】さらに、前記実施例では、洗浄槽５内に洗
浄液Ｌが存在しない状態で減圧操作を行っているが、洗
浄液Ｌが液面Ｌ₂または液面Ｌ₁まで供給されている状
態で減圧操作を行ってもよい。このようにすることによ
り、１回洗浄を行うたびに洗浄液Ｌの全量を排出しなく
ともよくなるので、洗浄液Ｌの排出量及び供給量を低減
することができる。

【００５７】ただし、前記減圧操作は、孔部２８内の空
気を引き出すために、ワークＷが洗浄槽５内の中空に保
持され、洗浄液Ｌに没していない状態で行う必要がある
ので、洗浄液Ｌが液面Ｌ₂まで供給されているときに
は、洗浄カゴ２７はワークＷが洗浄液Ｌに接触しないよ
うに図１に実線示する位置に配置され、洗浄液Ｌが液面
Ｌ₁まで供給されているときには、図１に仮想線示する
位置に配置される。また、洗浄液Ｌが液面Ｌ₁まで供給
されているときには、昇降手段２６により洗浄カゴ２７
を下降させることによりワークＷを洗浄液Ｌに浸漬し、
洗浄液Ｌが液面Ｌ ₂まで供給されているときには、さら
に洗浄液Ｌを液面Ｌ₁まで供給してワークＷが洗浄液Ｌ
に浸漬された状態にし、超音波洗浄を行う。

【００５８】尚、洗浄液Ｌが常に液面Ｌ₁まで供給され
ている状態で洗浄を行うと、ワークＷから除去された油
分や異物などが洗浄槽５内に累積されることが懸念され
るが、本実施例では洗浄液Ｌは洗浄液循環手段１４によ
り循環されており、その途中でフィルター１６，１７に
より前記油分や異物などが濾別されるので、洗浄槽５内
の洗浄液Ｌは常に清浄な状態に維持される。

【００５９】また、前記のように洗浄槽５内に洗浄液Ｌ
が存在しない状態で減圧操作を行うときには、洗浄槽５
内の気圧が洗浄液Ｌの液温に対する飽和蒸気圧より大き
くなるようにし、洗浄液Ｌが沸騰しない条件で行う。こ
のようにすることにより、洗浄液Ｌが引火性を有する有
機溶剤であってもその蒸散が防止される。

【００６０】次に、本発明の超音波洗浄方法の第２の実
施例について説明する。本実施例は、図３示のように、
ＩＣチップ２９が実装された実装基板３０などの脆弱な
部分を有するワークＷを洗浄する場合の例である。

【００６１】図３示のワークＷにおいて、ＩＣチップ２
９と実装基板３０との間隙３１は非常に狭いので、ワー
クＷを洗浄液Ｌに浸漬する際に、間隙３１に気泡が残留
しやすい。このため、間隙３１に洗浄液Ｌが浸入しにく
く、フラックス等の異物が残留して十分な洗浄効果が得
られないことが多い。

【００６２】本実施例では、まず、洗浄液Ｌが液面Ｌ₁
まで供給されている状態で、前記ワークＷが収容された
洗浄カゴ２７を昇降手段２６の下部に係合して、図１に
仮想線示するように槽本体２内に収容し、洗浄液Ｌに接
触しない中空部に保持する。そして、前記ワークＷが槽
本体２内に収容されると同時に、蓋体４で槽本体２の開
口部３を密閉する。このとき、流通制御弁１４ａ，１４
ｂは共に開かれており、洗浄液Ｌは洗浄液排出口１３か
ら洗浄液循環導管１４により洗浄液供給口１２に循環さ
れており、洗浄液循環導管１４の途中に設けられた真空
脱気手段２０により脱気されて、洗浄槽５に供給されて
いる。

【００６３】次に、三方向弁１１を閉じた状態で、三方
向弁８により洗浄槽５と真空ポンプ７とを接続し、真空
ポンプ７を作動させて、洗浄槽５内部を減圧にする。洗
浄槽５内を前記のように減圧することにより、ワークＷ
の間隙３１内の空気が引き出される。

【００６４】前記減圧は、洗浄槽５内の気圧が洗浄液Ｌ
の液温に対する飽和蒸気圧より大きくなるようにし、洗
浄液Ｌが沸騰しない条件で行う。このようにすることに
より、洗浄液Ｌが引火性を有する有機溶剤であってもそ
の蒸散が防止される。

【００６５】次に、昇降手段２６により洗浄カゴ２７を
下降させて、ワークＷを洗浄液Ｌに浸漬させる。ワーク
Ｗは通常の状態では、間隙３１に気泡が残留しやすいの
で、洗浄液Ｌに浸漬しても洗浄液Ｌが間隙３１に浸入で
きず、この傾向は洗浄液Ｌが水系の液体である場合にそ
の大きな表面張力のために特に著しい。この結果、超音
波洗浄を行っても、洗浄液Ｌが浸入していない間隙３１
では超音波洗浄の効果が得られにくく、前記フラックス
等が十分に洗浄されない。しかし、本実施例では、前記
のようにして間隙３１内の空気が引き出されているの
で、洗浄液Ｌが間隙３１に浸入することができる。

【００６６】次に、洗浄槽５内が前記のように減圧され
た状態のままで、超音波振動子２３から洗浄液Ｌに超音
波を放射して、ワークＷの洗浄を行う。洗浄液Ｌは前記
のように脱気されているので、前記超音波の放射により
キャビテーションが生じ易く、該キャビテーションの崩
壊により強力な衝撃波が生じる。また、超音波は圧力に
比例するので、前記のように洗浄槽５内を減圧した状態
で前記超音波洗浄を行うことにより、穏やかな衝撃波に
より洗浄を行うことができ、ワークＷに脆弱な部分があ
っても前記衝撃波により損傷を受けることがない。

【００６７】このようにして超音波洗浄を行うと、ワー
クＷでは間隙３１に洗浄液Ｌが浸入しているので、該洗
浄液Ｌを介して前記衝撃波が間隙３１にも作用し、間隙
３１に付着しているフラックス等の異物が除去される。

【００６８】本実施例では、前記超音波洗浄時に、前記
第１の実施例と同様にして、ワークＷを少なくとも１回
前記洗浄液Ｌから取り出し、間隙３１に浸入している洗
浄液Ｌを流出させたのち、再び洗浄液Ｌに浸漬して超音
波洗浄をおこなう。このようにすると、間隙３１で除去
されたフラックス等の異物が流出する洗浄液Ｌと共に取
り出されるので、さらに優れた洗浄効果が得られる。

【００６９】前記超音波洗浄操作が終了すると、蓋部４
が開蓋されて、ワークＷが取り出される。

【００７０】尚、前記実施例では、まず洗浄カゴ２７を
図１に仮想線示する位置に配置して減圧操作を行い、次
いで昇降手段２６により洗浄カゴ２７を下降させ、ワー
クＷを液面Ｌ₁まで供給されている洗浄液Ｌに浸漬する
ようにしているが、洗浄液Ｌを液面Ｌ₂まで供給した状
態で減圧操作を行ってもよい。このときには、洗浄カゴ
２７は、図１に仮想線示する位置に配置されていてもよ
く、実線示する洗浄位置に配置されていてもよい。洗浄
カゴ２７が、図１に仮想線示する位置に配置されている
ときには、減圧操作後、洗浄液Ｌをさらに液面Ｌ₁まで
供給し、次いで昇降手段２６により洗浄カゴ２７を下降
させ、ワークＷを洗浄液Ｌに浸漬して、超音波洗浄を行
う。また、前記第１の実施例と同様に、洗浄槽５内に洗
浄液Ｌが存在しない状態で減圧操作を行ってもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の超音波洗浄方法によれば、ワークを前記密閉された洗
浄槽内の中空に保持し、該洗浄槽内を所定の気圧に減圧
することにより、前記ワーク内の盲孔等の孔部の奥部や
細かい間隙内に貯留される異物が該ワーク表面に取り出
されるので、超音波洗浄により前記異物を容易に除去す
ることができる。また、前記減圧により前記ワーク内の
盲孔等の孔部の奥部や細かい間隙内の空気が除去される
ので、前記洗浄液が、前記盲孔の奥部、電子部品と基板
との狭い間隙等の部分などにも浸入でき、超音波洗浄に
より該部分に残留している異物や油分も除去することが
できる。

【００７２】本発明の超音波洗浄方法では、前記減圧工
程を前記洗浄槽内に前記洗浄液が存在しない状態で行う
ことにより、高度の減圧状態が得られ、前記ワーク内の
盲孔の奥部、電子部品と基板との狭い間隙等の部分等に
貯留されている異物や油分を該ワーク表面に容易に取り
出すことができる。

【００７３】また、前記減圧工程は前記洗浄槽内に前記
洗浄液が存する状態で行うことにより、前記洗浄液の排
出量及び供給量を低減することができる。このとき、前
記洗浄槽内の気圧が前記洗浄液の液温に対する飽和蒸気
圧より大きい状態で前記減圧を行うことにより、該洗浄
液の沸騰による蒸散を防止することができる。

【００７４】また、本発明の超音波洗浄方法では、脱気
された洗浄液を使用するので、前記減圧工程の後、前記
洗浄液を供給するときには、減圧下に供給することによ
り、前記洗浄液の脱気された状態を維持することができ
る。

【００７５】また、前記洗浄工程は、前記洗浄槽内の気
体が加圧された状態で行うことにより強力な洗浄力を得
ることができ、また前記洗浄槽内の気体が減圧された状
態で行うことにより脆弱なワークの洗浄に適した温和な
洗浄力が得られる。

【００７６】さらに、本発明の超音波洗浄方法では、前
記洗浄工程において、前記ワークを前記洗浄液から少な
くとも１回取り出し、その取り出し時に前記ワーク表面
の複雑な形状を有する部分から前記洗浄液を流出せしめ
る工程を備えることにより、前記ワーク内の盲孔の奥
部、電子部品と基板との狭い間隙等の部分に対して、さ
らに優れた洗浄効果を得ることができる。前記ワークを
前記洗浄液から取り出す操作は、洗浄液を供給、排出す
る方法で行うことにより、前記洗浄槽内にワークを前記
洗浄液の液面から引き上げるための空間を確保すること
が不要になり、装置を小型化することができる。また、
前記ワークを昇降する方法で行うことにより、洗浄液を
排出、供給する操作が不要になり、操作に要する時間を
短縮することができる。

【００７７】また、本発明の超音波洗浄装置によれば、
前述の超音波洗浄方法を容易に実施することができる。
前記超音波洗浄装置は、前記洗浄槽が、前記ワークを昇
降する昇降手段を備えることにより、前記洗浄液に前記
ワークを浸漬したり、前記洗浄工程で前記ワークを前記
洗浄液から取り出す操作を容易に行うことができる。

【００７８】また、前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液
を脱気する脱気手段を備えることにより、脱気された洗
浄液を容易に供給することができる。また、前記超音波
洗浄装置は、前記洗浄液排出手段により前記洗浄槽から
排出される洗浄液を、前記洗浄液供給手段に導き、前記
洗浄液を循環させる洗浄液循環手段を備えることによ
り、排出された洗浄液を再使用することができ、洗浄液
の廃棄量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる超音波洗浄装置の一構成例を示
す説明的断面図。

【図２】本発明の超音波洗浄方法が適用されるワークの
一例を示す説明的断面図。

【図３】本発明の超音波洗浄方法が適用されるワークの
他の例を示す外観図。

【符号の説明】

１…超音波洗浄装置、２…槽本体、４…蓋体、５
…洗浄槽、７，１０…圧力調整手段、１２，１９，２
０…洗浄液供給手段、１３，１５，２１…洗浄液排出手
段、１４…洗浄液循環手段、２３…超音波振動子、
２０…脱気手段、２６…昇降手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄槽に収容された脱気された洗浄液中に
超音波を放射して該洗浄液中に浸漬された複雑な表面構
造を有するワークを洗浄する超音波洗浄方法において、洗浄槽内にワークを収容したのち、該洗浄槽を密閉する
密閉工程と、密閉された前記洗浄槽内の中空にワークを保持し、所定
の気圧に減圧して前記ワーク内に貯留される異物を該ワ
ーク表面に取り出す減圧工程と、前記ワークを前記洗浄液中に浸漬した状態で、該洗浄液
中に超音波を放射して前記ワークを洗浄する洗浄工程と
を備えることを特徴とする超音波洗浄方法。
【請求項２】前記減圧工程を、前記洗浄槽内に前記洗浄
液が存在しない状態で行うことを特徴とする請求項１記
載の超音波洗浄方法。
【請求項３】前記減圧工程を、前記洗浄槽内に前記洗浄
液が存在する状態で行うことを特徴とする請求項１記載
の超音波洗浄方法。
【請求項４】前記減圧工程において、前記洗浄槽内の気
圧が前記洗浄液の液温に対する飽和蒸気圧より大きいこ
とを特徴とする請求項３記載の超音波洗浄方法。
【請求項５】前記洗浄液が、前記減圧工程の後、減圧下
に前記洗浄槽に供給されることを特徴とする請求項１記
載の超音波洗浄方法。
【請求項６】前記洗浄工程を、前記洗浄槽内の気体が加
圧された状態で行うことを特徴とする請求項２記載の超
音波洗浄方法。
【請求項７】前記洗浄工程を、前記洗浄槽内の気体が減
圧された状態で行うことを特徴とする請求項１記載の超
音波洗浄方法。
【請求項８】前記洗浄工程において、前記ワークを前記
洗浄液から少なくとも１回取り出し、その取り出し時に
前記ワーク表面の複雑な形状を有する部分から前記洗浄
液を流出せしめる工程を備えることを特徴とする請求項
１記載の超音波洗浄方法。
【請求項９】前記洗浄工程における前記ワークを前記洗
浄液から取り出す操作を、洗浄液を前記ワークが没する
水位まで前記洗浄槽に供給し、次いで該洗浄液を前記ワ
ークが露出する水位まで前記洗浄槽から排出することに
より行うことを特徴とする請求項８記載の超音波洗浄方
法。
【請求項１０】前記洗浄工程における前記ワークを前記
洗浄液から取り出す操作を、前記ワークを昇降すること
により行うことを特徴とする請求項８記載の超音波洗浄
方法。
【請求項１１】脱気された洗浄液中に超音波を放射する
ことにより該洗浄液中に浸漬された複雑な表面構造を有
するワークを洗浄する超音波洗浄装置において、前記ワークが内部に収容される槽本体及び槽本体を密閉
する蓋部からなる洗浄槽と、密閉された前記洗浄槽内の圧力を所定の圧力に調整する
圧力調整手段と、前記洗浄槽に脱気された洗浄液を供給する洗浄液供給手
段と、前記洗浄槽から前記洗浄液を排出する洗浄液排出手段
と、前記洗浄槽に設けられ前記洗浄液中に超音波を放射して
前記ワークを洗浄する超音波振動子と、からなることを
特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項１２】前記洗浄槽が、前記ワークを昇降する昇
降手段を備えることを特徴とする請求項１１記載の超音
波洗浄装置。
【請求項１３】前記洗浄液供給手段が、前記洗浄液を脱
気する脱気手段を備えることを特徴とする請求項１１記
載の超音波洗浄装置。
【請求項１４】前記洗浄液排出手段により前記洗浄槽か
ら排出される洗浄液を、前記洗浄液供給手段に導き、前
記洗浄液を循環させる洗浄液循環手段を備えることを特
徴とする請求項１１記載の超音波洗浄装置。