JPH10185676A - 超音波洗浄装置用音圧センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音圧センサで検出される超音波の音圧の最大
値を保持しておくことができる超音波洗浄装置用音圧セ
ンサを提供すること。 【解決手段】 超音波を受信する受信部１１と、この受
信部で受信された超音波を電気信号に変換するピックア
ップ部２１と、このピックアップ部から出力される超音
波信号を検波する検波部３２と、この検波部で検波され
た超音波信号の最大値を保持する最大値保持部３３と、
この最大値保持部に保持された超音波信号の最大値を表
示する表示部２４とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本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に用いられる超音波
洗浄装置の超音波の音圧を測定する超音波洗浄装置用音
圧センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶製造装置や半導体製造装置
においては、液晶用ガラス基板や半導体ウエハなどの被
洗浄物を高い清浄度で洗浄することが要求される工程が
ある。上記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
る洗浄液に超音波振動を付与し、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】洗浄液に付与する振動は、従来は20〜50ｋ
Ｈｚ程度の超音波であったが、最近では600 〜2000ｋＨ
ｚ程度の極超音波帯域の音波を付与する超音波洗浄装置
が開発されている。

【０００５】ところで、上記超音波洗浄装置は装置本体
を有し、この装置本体には振動子が取り付けられた振動
板が設けられている。上記振動子には超音波発振器が接
続される。この超音波発振器は所定の周波数の電力を出
力し、その電力を上記振動子に印加する。それによっ
て、上記振動子が超音波振動するから、その超音波振動
に上記振動板が連動し、この振動板によって洗浄液に超
音波振動が付与されるようになっている。

【０００６】このような超音波洗浄装置においては、装
置内の超音波の音圧を音圧センサを用いて測定するよう
にしている。この音圧センサは、超音波を検出する圧電
素子をピックアップとして用い、このピックアップで検
出した超音波の大きさに比例した電圧信号を検波回路で
検出し、この検波回路で検出した電圧信号でメ−タを振
らせるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の音圧センサは、
超音波の音圧の最大値がいくつであったかを保持してお
くセンサではなかったため、オペレ−タは洗浄装置で使
用されていた超音波の音圧の最大値を確認することはで
きなかった。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、音圧センサで検出される超音波の音圧
の最大値を保持しておくことができる超音波洗浄装置用
音圧センサを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる超音波
洗浄装置用音圧センサは、超音波を受信する受信部と、
この受信部で受信された超音波を電気信号に変換するピ
ックアップ部と、このピックアップ部から出力される超
音波信号を検波する検波部と、この検波部で検波された
超音波信号の最大値を保持する最大値保持部と、この最
大値保持部に保持された超音波信号の最大値を表示する
表示部とを具備したことを特徴とする。

【００１０】請求項２に係わる超音波洗浄装置用音圧セ
ンサは、超音波を受信する受信部と、この受信部で受信
された超音波を電気信号に変換するピックアップ部と、
このピックアップ部から出力される超音波信号を検波す
る検波部と、この検波部の出力をアナログ・デジタル変
換する変換部と、この変換部の出力をサンプリングして
超音波の最大値を保持する制御手段と、この制御手段に
より保持された超音波の最大値を表示する表示部とを具
備したことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図１は超音波センサ１０の
斜視図である。図１において、１１は超音波を受信する
受信部としての感応片である。この感応片１１の端面に
は後述する圧電素子が圧接されている。

【００１２】また、１２はオペレ−タがセンサを掴む把
持部である。そして、把持部１２は、ケ−ブル１３を介
してメ−タ１４が接続される。このメ−タ１４には、音
圧の最大値が指針で表示される。

【００１３】図２において、１１は超音波を受信する受
信部である。この受信部１１の出力はピックアップ部２
２に入力される。このピックアップ部２２により、超音
波が電気信号に変換され、超音波信号が検出される。

【００１４】そして、このピックアップ部２２で検出さ
れた超音波信号が測定値保持部２３に入力される。この
測定値保持部２３において、超音波の最大音圧が保持さ
れる。

【００１５】そして、この表示部保持部２３に保持され
た超音波の最大音圧は表示部２４に送られる。次に、図
３を参照して図２の回路の詳細な構成について説明す
る。図３において、１１は感応片であり、この感応片１
１中を超音波が伝搬する。そして、この感応片１１の端
部には圧電セラミック２１が設けられている。

【００１６】この圧電セラミック２１の両端には、抵抗
３１が接続されている。この抵抗３１の一端はダイオ−
ド３２、コンデンサ３３が接続される。このコンデンサ
３３の両端にはスイッチＳ１が接続されている。

【００１７】さらに、コンデンサＣ３３の非接地側端子
には、アンプ３４が接続される。次に、図４を参照し
て、超音波洗浄装置用音圧センサの詳細な構成について
説明する。図４は音圧センサ１０の断面図である。図に
示すように、感応片１１の一端はロ−ト形状をなす底部
１１ａを有する。

【００１８】把持部１２は円筒形状をなしている。そし
て、把持部１２の一端には、圧電セラミック２１を収納
する室４１が設けられている。この把持部１２の一端に
おいて、感応片１１の底部１１ａが圧電セラミック２１
を圧接するように、カバ−４２がねじ込まれている。

【００１９】また、把持部１２の中央部には、増幅回路
３５が内蔵されている。上記圧電セラミック２１と増幅
器３５との間は、入力ケ−ブル４３で接続されている。
また、上記把持部１２の他端には、バックカバ−４４が
嵌挿される。このバックカバ−４４には、貫通穴４５が
設けられている。

【００２０】この貫通穴４５を介して出力ケ−ブル４６
がメ−タ１４に接続されている。次に、上記のように構
成された本発明の一実施の形態の動作について説明す
る。この超音波洗浄装置用音圧センサ１０は超音波洗浄
装置のように、超音波を用いてウェハのような被洗浄物
を洗浄する装置において、超音波洗浄装置で発生する超
音波の音圧を検出するためのセンサである。

【００２１】まず、測定の前に、スイッチＳ１を閉成、
開成させてコンデンサ３３に充電された電荷を放電させ
るようにしている。つまり、このような超音波洗浄装置
において、オペレ−タは把持部１２を掴んで、感応片１
１の先端が計測しようとする超音波の経路中にくるよう
に配置させる。

【００２２】以下、図３を参照して説明する。図３にお
いて、感応片１１を伝搬する超音波は、圧電セラミック
２１に入射される。この圧電セラミック２１は超音波の
大きさに比例した高周波電圧ａを発生する圧電素子であ
る。

【００２３】この高周波電圧ａはダイオ−ド３２を介し
て検波される。この検波された検波信号ｂは増幅器３４
に入力される。そして、この増幅器３４により、検波信
号ａが増幅される。

【００２４】そして、この増幅器３４から出力される信
号ｃは、メ−タ１４に出力される。ところで、スイッチ
Ｓ１を一旦閉成，開成させた後は、コンデンサ３３に
は、ダイオ−ド３２で検波された超音波信号の最大値が
充電される。

【００２５】そして、コンデンサ３３に充電されて電圧
は増幅器３４で増幅されて後、メ−タ１４に出力され
る。このようにして、メ−タ１４に音圧の最大値が指針
される。

【００２６】そして、一度音圧の計測が終了して、再度
音圧を計測したい場合には、再度スイッチＳ１を閉成さ
せた後、開成させるようにすれば良い。なお、上記実施
の形態では、アナログのサンプリングホ−ルド回路を用
いて音圧のピ−クホ−ルドを行うようにしたが、図５に
示すようにピックアップ回路２２の出力をＡ／Ｄ変換部
５１でＡ／Ｄ変換した後に、ＣＰＵ５２に入力させる。

【００２７】そして、ＣＰＵ５２内において、所定のサ
ンプリング期間でＡ／Ｄ変換部５１の出力をサンプリン
グし、所定のサンプリング期間毎に超音波の音圧の最大
値を保持させるようにしても良い。

【００２８】

【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によれば、超
音波洗浄装置で用いられる超音波の最大値を記憶してお
くことができる超音波洗浄装置用音圧センサを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係わる超音波洗浄装置
用音圧センサの斜視図。

【図２】同実施の形態に係わる測定回路のブロック図。

【図３】同実施の形態に係わる測定回路の詳細な回路
図。

【図４】同超音波洗浄装置用音圧センサの断面図。

【図５】測定回路の変形例を示すブロック図。

【符号の説明】

１１…感応片、１２…把持部、１３…ケ−ブル、１４…
メ−タ、２２…ピックアップ部、２３…測定値保持部、
２４…表示部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を受信する受信部と、 この受信部で受信された超音波を電気信号に変換するピ
   ックアップ部と、 このピックアップ部から出力される超音波信号を検波す
   る検波部と、 この検波部で検波された超音波信号の最大値を保持する
   最大値保持部と、 この最大値保持部に保持された超音波信号の最大値を表
   示する表示部とを具備したことを特徴とする超音波洗浄
   装置用音圧センサ。
2. 【請求項２】 超音波を受信する受信部と、 この受信部で受信された超音波を電気信号に変換するピ
   ックアップ部と、 このピックアップ部から出力される超音波信号を検波す
   る検波部と、 この検波部の出力をアナログ・デジタル変換する変換部
   と、 この変換部の出力をサンプリングして超音波の最大値を
   保持する制御手段と、 この制御手段により保持された超音波の最大値を表示す
   る表示部とを具備したことを特徴とする超音波洗浄装置
   用音圧センサ。