JPS60245136A - 高圧ジエツト洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体、光学ディスク等の非常にシビアな洗浄
効果、すなわち被洗浄物に付着している異物を確実に除
去すると共に、洗浄を行なうことによって汚れる度合（
再汚染）をきわめて小さくでき、非常に高い清浄面を得
ることが要求される高圧ジェット洗浄方法及び洗浄装置
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 種々の洗浄法の中でも高圧流体を細いノズルから高速で
吹き出し、その高速流を被洗浄物に当てて異物を除去す
るいわゆる高圧ジェット洗浄法は強い物理的エネルギを
有し、強固に付着した異物の除去に非常に有効である。

以下円板を洗浄する場合の従来の高圧ジェット洗浄装置
の一例を概略で示す第２図に基づき説明する。第１図に
おいて、２７は装置本体、２８はモータ等により回転駆
動されるスピンドルで上部に真空吸着テーブル２９を有
している。３ｏはこのテーブル２９に固定された被洗浄
物である円板である。一点鎖線で示す３１は上部にフタ
３２゜側面３７に排気ダクト３３を有するカバーで透明
体で示しである。３４は支柱３５に支持された高圧ノズ
ルで図示しない高圧ポンプに加圧された洗浄液を高圧ジ
ェット３６にして円板３０に噴射する。支柱３６は図示
し々い手段により矢印入方向に揺動駆動されることによ
りノズル３４は円板３０の半径方向に走査され、１だ円
板３０は回転しているので高圧ジェット３６は円板３ｏ
の全面に亘って洗浄を行なう。

ところがこのような従来の構成では次のよう々問題点を
有している。

円板３０に当った高圧ジェット３６の一部ははね返り、
他は円板３０の表面に沿って流れた後前記カバー３１に
衡突する。この時にはまだ十分な運動エネルギを有して
いるので衡突した洗浄液は飛沫となってカバー３１内の
空間を満す。その飛沫のいくらかは排気ダクト３３から
図示しないファン等により排出されるが中に残った飛沫
の一部は再度円板３０に付着する。飛沫が効果的に排出
されるように高圧ジェット３６を傾けて円板３゜に噴射
し、はね返った位置に前記ダクト３３の開口を設けたも
のもあるが、完全に排出されるものではなく、またジェ
ットが傾くことにより物理的作用力が弱くなる欠点を有
していた。通常その飛沫は円板３ｏ及びカバー３１に付
着していた異物を含んでおり、それらの異物が付着する
ことにより円板３０に再汚染が発生し、高圧ジェットが
当った瞬間には異物が除去されても結果として洗浄効果
がきわめて低い、場合によっては洗浄することによって
逆に汚染が増加するという現象が発生していた。再汚染
の度合は洗浄液の性質によって６ベ／ も異なり、洗浄液が純水の場合蒸発速度がきわめて小さ
いので付着する飛沫の量が多く再汚染の度合も大である
。

一方蒸発速度の大きい溶剤を用いる場合は、飛沫が円板
に付着する前に気化する割合が大であり、付着する飛沫
の量は少なくなり、再汚染の度合は純水の場合よりも小
さい傾向にある。

ところが溶剤は高価であるから安価な純水のように使い
捨てができないので、回収使用が必要である。しかしな
がら高速で飛散する溶剤は気化速度がきわめて大きいの
で大量に気化し、冷却を行なってもかなりの回収もれを
生じ運転コストが高価となるばかりではなく、人体に悪
影響を与える作業環境中のガス濃度が高くなる等の欠陥
を有すると共に、再汚染防止効果も不十分であった。

以上のように従来の高圧ジェット洗浄方法及び装置は洗
浄効果、運転コスト、共に満足すべきものではなかった
。

発明の目的 本発明は被洗浄物に付着している異物を確実に６　ゝ　
・ 除去すると共に、再汚染を確実に防止して優れた洗浄効
果を得ることができる高圧ジェット洗浄方法及び洗浄装
置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は洗浄液中にてこの洗浄液の高圧ジェット流を被
洗浄物に噴射せしめ、次にこの被洗浄物を前記洗浄液の
飽和蒸気中にてすすぎ洗浄し、次に被洗浄物を洗浄液の
蒸気密度の低い雰囲気中に移して被洗浄物を乾燥せしめ
てなる高圧ジェット洗浄方法及び洗浄装置である。

実施例の説明 本発明の一実施例を従来例と同様に円板の洗浄に適用し
た場合について説明する。

その概略を一部断面で示す第１図において１は洗浄装置
の機体で２は洗浄液３がためられた洗浄槽である。４は
沸騰槽でヒータ６を有し、その中にためられた洗浄液を
沸騰させる。６は機体の上部間ロアに巻回された冷却パ
イプでこの開ロアの空間を冷却し、前記沸騰槽４から蒸
発した洗浄液の蒸気を冷却して凝結液化せしめ、この開
ロアから前記蒸気が逃げて機体内の洗浄液が減ることを
防止する。前記冷却バイブロの表面に凝結液化した洗浄
液はその下部に設けた桶８の中を流れて水と洗浄液の比
重差を利用した水分離器９に回収され冷却バイブロの表
面にて洗浄液と共に液化した空気中の水分は洗浄液から
分離されてドレン１０から排出され、洗浄液は洗浄槽２
に流入する。前記開ロアには上記の冷却バイブロの冷却
作用により、洗浄液の液化温度となる界面１１を境界と
して下部には通常過飽和状態にある飽和蒸気雰囲気１２
゜上部には蒸気密度の低い領域１３が形成される。

通常前記界面１１は冷却バイブロに近い部分、すなわち
開ロアの周辺はよく冷されるので低く、開口中央部はそ
れとは逆に高くなり、開口中央部でもり上また形となる
ことが知られている。

２６は洗浄槽２の内壁に巻回された冷却パイプで洗浄槽
中の洗浄液３を冷却する。

１４は回転軸１５に図示しない機械的手段により保持さ
れた円板状の被洗浄物である。１６はモータを内蔵する
ハウジングで、回転軸１６とこのモータの軸は公知のマ
グネットカップリングで結合されている。

回転軸１５のシールは上記マグネットカップリングでな
くとも接触形の例えばリップシールであってもよい。

１７は前記モータハウジング１６を上下送りせしめる昇
降ロッドで図示しない手段あるいは手動により上下駆動
される。

１８は洗浄槽２に固定された支柱１９に取付られた高圧
ノズルである。

２０．２１．２２は洗浄槽２内の洗浄液３を常に清浄に
保つために設けられたそれぞれプレフィルタ、循環ポン
プ、ファイナルフィルタである。

２３．２４は高圧ノズル１８に清浄な高圧の洗浄液を供
給するために設けられた高圧ポンプと高耐圧ファイナル
フィルタである。

通常洗浄液として電子工業等においてはフロン系溶剤が
多用されるが他の溶剤であってもよい。

次に動作を説明する。

第１図において被洗浄物である円板１４は開口９　・・ ７の上部のＢ位置にて回転軸１６に保持され、次に昇降
ロッド１７が下降してＣ位置、すなわち円板１４は洗浄
液３に浸かる位置壕で降下する。

この状態でモータを駆動し、円板１４を回転せしめると
共に高圧ポンプ２４を駆動し、高圧ノズル１８から洗浄
液の高圧ジェット流２５を噴射せしめつつ昇降ロッド１
７をゆっくり上昇させて円板１４の全面を洗浄する。通
常高圧ジェット流２５と円板１４の表面のなす角は最も
物理的作用力の強い９００に選ばれる。

液中で噴射される高圧ジェット流が被洗浄物表面に及ぼ
す物理的作用力は空気中で噴射される場合に比較して弱
くなるが、ノズルと被洗浄物表面間の距離が小さければ
空気中に比較してさほど弱くならない。弱くなる度合は
ノズルのオリフィス径・圧力等により異なるが、数ｍｍ
の距離で作用力は空気中の７０〜５０チとなる。しかし
ながらポンプで６０〜１００％増しの圧力を得ることは
容易であるからさほど大きなデメリットではない。

液中で被洗浄物表面に当った高圧ジェット流は１０　″ 分散されるがすみやかに周囲の液にエネルギを吸収され
、液の表面から飛び出すことはない。

高圧ジェット流の周辺の液はこのジェット流に引かれて
負圧となり蒸発が促進されるが沸騰槽４からの蒸発量に
比較してわずかであり冷却バイブロで十分に回収が可能
である。

次に昇降ロッド１７が上昇し、円板１４は飽和蒸気雰囲
気１２中のＤ位置に移送される。

円板１４は冷却パイプ２６により冷却された洗浄液３に
浸かっていたことにより冷却されているから、円板１４
の表面で蒸気が凝結液化した非常に清浄な洗浄液が流れ
落ちてすすぎ洗浄が行なわれる。一般にこのプロセスに
より行なわれる洗浄は蒸気洗浄と称されている。なお凝
結液化は円板１４の温度が洗浄液の液化温度まで上昇す
るまで行なわれる。

このすすぎ洗浄の目的を次に説明する。

洗浄槽２中の洗浄液３はフィルタで沖過されてはいるが
洗浄により円板１４がら脱落した異物はすぐにはろ過さ
れないので洗浄液中に浮遊してぃる。また洗浄液に洗い
落された油脂も洗浄液に含寸わ、でいる。したがって円
板１４がＣからＢへ引き上げられる時、前記浮遊異物及
び油脂が伺着する。

その付着度合は洗浄液の汚れ度合に比例する。

すすぎ洗浄の目的は円板ＣからＤへ引き上げる時付着し
た異物及び油脂を、異物や油脂が全く含まれていない蒸
気の凝結液化した洗浄液にて完全に除去することにある
。

すすぎ洗浄が終了すると次に円板１４はＤからＢへゆっ
くり引き上げられる。円板１４が前記界面１１を越えて
蒸気密度の低い領域１３へ移送される時円板１４０表面
を濡らしていた前記液化洗浄液はすみやかに蒸発し、円
板１４は乾燥する０以上の乾燥プロセスは一般に蒸気乾
燥と称されている。

乾燥した後円板１４を回転軸１６から取外して洗浄を終
了する。

第１図に示す実施例を下記のように変更してもよい。

（１）洗浄液３の冷却は、洗浄槽２に冷却パイプを設け
るかわりにポンプ２１等から成る洗浄液の濾過系に冷却
用熱交換器を設けてもよい。

（２）本発明の高圧ジェット洗浄方法及び装置の適用は
前記実施例にて説明した円板状の被洗浄物に限るもので
はない。被洗浄物の形状、汚れの性質等によっては被洗
浄物を回転させずに複数のノズルを用いたり、また直線
状のジェットではなく扇状に広がるジェットを噴射する
ノズルを用いてもよい。壕だ被洗浄物をノズルに対して
移動せしめてジェット流を被洗浄物表面に走査するかわ
りにノズルを被洗浄物に対して移動せしめてもよい。

（３）前記一実施例において円板１４の回転駆動用のモ
ータを洗浄液に浸けて用いる構造としたがモータは蒸気
密度の低い領域１３に配置して、ベルトｏロープあるい
はフレキシブルシャフト・コンバーサルジヨイント、ギ
ヤ等を用いて回転動力を伝達してもよい。

（４）被洗浄物が円板のような単純な形状ではな１３　
′・ く凹凸や深孔のある複雑な形状である場合は高圧ジェッ
ト流が凹部や深穴の奥まで十分に作用しない場合がある
。また特定部分のみ高圧ジェット洗浄が必要であるが、
他の部分は通常の超音波洗浄でよい場合もある。このよ
うな場合は第１図の洗浄槽に超音波振動子を付加すれば
よい。そうすることにより、高圧ジェット洗浄と超音波
洗浄を同一槽内で順次あるいは同時に行なうことができ
、両方の特徴を生かしたより効果的な洗浄が可能となる
。

（５）　高圧ジェットと被洗浄面のなす角は９ｏ０が最
も物理的作用力が強くなるが目的によっては傾けてもよ
い。

発明の効果 本発明は洗浄槽にためられた洗浄液中にて高圧ジェット
流を被洗浄物に噴射せしめて高圧ジ１ソト洗浄を行ない
、次に被洗浄物を洗浄液の飽和蒸気中に移して蒸気洗浄
を行ない、次に被洗浄物を洗浄液の蒸気密度の低い雰囲
気に移して蒸気乾燥を行なう高圧ジェット洗浄方法およ
び装置であり、４　Ｘ− 高圧ジェット流に強い物理的エネルギで強固に付着した
異物の除去を効果的にしかも気化速度の犬なる洗浄液を
用いた場合でも有効に洗浄液を回収しつつ行なうことが
できるばかりでなく、再汚染を確実に防止することがで
き、非常に高い清浄面を得ることができる。しかも洗浄
液を有効に回収できるので運転コストも安価であり、作
業環境中の洗浄液のガス濃度も高くならないので人体に
悪影響を与えにくいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における高圧ジェット洗浄装
置の原理図、第２図は従来例における高圧ジェット洗浄
装置の斜視図である。 ２・・・・・・洗浄槽、３・・・・・・洗浄液、４・・
・・・・沸騰槽、６．２７・・・・・・冷却パイプ、１
１・・・・・・界面、１２・・・・・・飽和蒸気雰囲気
、１３・・・・・・蒸気密度の低い領域、１４・・・・
・・円板、１８・・・・・・高圧ノズル、２０・・・・
・・プレフィルタ、２１・・・・・・循環ポンプ、２２
・・・・・・ファイナルフィルタ、２３・・・・・・高
圧ポンプ、２４・・・・・・高圧ファイナルフィルタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）洗浄槽にためられた洗浄液中にてこの洗浄液の高
   圧ジェット流を被洗浄物に噴射せしめてこの被洗浄物の
   汚れを除去し、次に前記被洗浄物を前記洗浄液の飽和蒸
   気中に移して前記被洗浄物の表面に前記蒸気を凝結液化
   せしめ、この液化した洗浄液を前記被洗浄物の表面に流
   してすすぎ洗浄し、次に前記被洗浄物を前記洗浄液の蒸
   気密度の低い雰囲気中に移して前記被洗浄物の表面の洗
   浄液を気化せしめて前記被洗浄物を乾燥せしめることを
   特徴とする高圧ジェット洗浄方法。
2. （２）洗浄槽を超音波振動子を有する槽により構成した
   特許請求の範囲第１項記載の高圧ジェット洗浄方法。
3. （３）洗浄槽と、この洗浄槽中にためられた洗浄液中に
   てこの洗浄液の高圧ジェット流を被洗浄物に噴射せしめ
   る手段と、この洗浄液の上方にこの洗２１＼ 浄液の飽和蒸気雰囲気を、さらに飽和蒸気雰囲気の上方
   に蒸気密度の低い雰囲気をそれぞれ形成せしめる手段と
   により構成してなる高圧ジェット洗浄装置。
4. （４）洗浄槽を超音波振動子を有する槽にて構成した特
   許請求の範囲第３項記載の高圧ジェット洗浄装置。