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JP4324653B2 - 超音波洗浄装置 - Google Patents

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雄一 舞田
智美 疋田
喜和 村松
涼次 近藤
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Honda Electronics Co Ltd
Nippo Ltd
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Description

本発明は、平らな面及び曲率した面の洗浄をすることができる超音波洗浄装置に関するものである。
従来、図３に示すように、くさび型部材１の平行面１ａが被洗浄基板２の表面に平行に支持され、くさび型部材１の平行面１ａに対して僅かに角度を設けて上面１ｂが形成され、さらに、平行面１ａの端部と上面１ｂの端部を結ぶ背面１ｃは上面１ｂに対して５０度〜８０度の傾斜を有し、この背面１ｃに板状の超音波振動子３が接着され、この超音波振動子３に発振器４から発振出力が印加され、又、くさび型部材１の平行面１ａと被洗浄基板２の表面の間に洗浄液６を供給するノズル５ａを接続した洗浄液供給装置５が設けられた超音波基板洗浄装置を本出願人が提案した。
このように構成した従来の超音波基板洗浄装置では、くさび型部材１又は被洗浄基板２のいずれかが移動され、くさび型部材１の平行面１ａと被洗浄基板２の表面の間に洗浄液供給装置５からノズル５ａを介して洗浄液６が供給され、又、くさび型部材１の背面１ｃに接着された超音波振動子３に発振器４から発振出力が印加されると、超音波振動子３で発生した超音波はくさび型部材１の背面１ｃからくさび型部材１の平行面１ａを通って被洗浄基板２の表面の洗浄液６に伝達され、この伝達された超音波振動によって被洗浄基板２の表面が洗浄される。
このように構成された従来の超音波基板洗浄装置では、超音波振動子３で発生した超音波はくさび型部材１の背面１ｃからくさび型部材１の平行面１ａを通って被洗浄基板２の表面の洗浄液６に伝達され、この伝達された超音波振動によって被洗浄基板２の表面を洗浄するように構成してあり、通常超音波振動子３から発振された超音波の収束位置（焦点）が超音波振動子３の形状と超音波の周波数とにより決まるくさび型部材１の平行面１ａの位置に合わせられているため、微細化が進んでいる半導体基板への収束超音波の照射は、かえって半導体基板上の微細なパターン等にダメージを与えて破壊してしまうという恐れがある。又、平行面１ａから均一な超音波振動を放射するためにくさび型部材１ａの側面に貫通穴を設けるものを本出願人が出願したが、くさび型部材１ａの構造が複雑になり、又、貫通穴に洗浄液や汚れが溜まり、パーティクルの発生原因となるという問題があった。
特願２００３−１５５６８５ 特願２００３−１５５６８８
解決しようとする問題点は、従来の超音波基板洗浄装置では、被洗浄基板が超音波によってダメージを受けるという問題がある。
本発明では、一端に超音波放射面としての傾斜面が形成され、他端に圧電体振動子を装着し、該圧電体振動子より出力され、伝播する超音波の自然収束位置より僅かに長い位置に中心軸と前記傾斜面の中心点との交点になるように形成した超音波伝播体の棒状ホーンと、前記圧電体振動子を覆うように装着された振動子ケースと、該振動子ケースの端部に通され、前記圧電体振動子に接続するケーブルとからなり、前記棒状ホーンの前記傾斜面を被洗浄体に対向して微小間隔を保って装着し、前記傾斜面の側部から洗浄液を流入して、前記被洗浄体を洗浄するものであり、又、前記棒状ホーンの中心軸と前記超音波放射面としての傾斜面の角度が１００度〜１７０度である。
本発明の超音波洗浄装置では、焦点位置より僅かに遠い位置に傾斜面を作るので、超音波は傾斜面で均一で、かつソフトな強度で被洗浄体を洗浄することによって、被洗浄体に対してダメージを与えないという利点がある。
本発明では、被洗浄体の表面を均一で、ソフトな超音波強度で洗浄するために、棒状ホーンの一端を斜めに切断して傾斜面を形成し、棒状ホーンの他端に圧電体振動子を装着して構成した。
図１は本発明の実施例の超音波洗浄装置の側面図、図２は図１の超音波洗浄装置の平面図で、棒状ホーン７の一端は斜めに切断されて、傾斜面７ａが形成され、棒状ホーン７の他端に膨大部７ｂが構成されて、この膨大部７ｂに圧電体振動子８が装着され、この圧電体振動子８を覆うように振動子ケース９が棒状ホーン７の膨大部７ｂにパッキン１０を介してネジ１１で固定され、振動子ケース９の端部をケーブル１２が貫通し、ケーブル１２のコード１２ａが圧電体振動子８に接続されている。
このように構成された本実施例の超音波洗浄装置では、棒状ホーン７の傾斜面７ａを基板等の被洗浄体に微小間隙を開けて対向して装着し、棒状ホーン７の傾斜面７ａと被洗浄体の微小間隙の間に洗浄液を流入して、図示しない発振器から発振出力を圧電体振動子８に印加すると、圧電体振動子８から照射された超音波は棒状ホーン７の傾斜面７ａに伝達され、この傾斜面７ａから被洗浄体との間に流入された洗浄液を介して被洗浄体の表面に付着している汚物や汚れを洗浄することができる。
そして、この棒状ホーン７の一端に形成した傾斜面７ａは切断する角度によって超音波照射面の大きさが異なるので、小さな面積の被洗浄体や大きな面積の被洗浄体は棒状ホーン７の傾斜面７ａの切断角度によって適宜の大きさに対応することができ、又、棒状ホーン７の傾斜面７ａの近傍に洗浄液を供給するノズルを一体に構成すれば、狭い隙間にある被洗浄体の洗浄をすることができるという利点がある。
なお、上記実施例において、棒状ホーン７は圧電体振動子８より照射されて自然に収束される超音波の焦点位置より僅かに長い位置に傾斜面７ａを形成するようにしてもよいし、又、棒状ホーン７の中心線７ｂと超音波の照射面である傾斜面７ａとの角度αは１００度〜１７０度にすればよいし、さらに、棒状ホーン７は石英で形成してもよいし、他の材質のホーンで形成してもよい。
本発明の実施例の超音波洗浄装置の側面図である。 図１の超音波洗浄装置の平面図である。 従来の超音波基板洗浄装置の斜視図である。 図３の超音波基板洗浄装置の側面図である。
７ 棒状ホーン
８ 圧電体振動子
９ 振動子ケース
１０ パッキン
１１ ネジ
１２ ケーブル

Claims (2)

  1. 一端に超音波放射面としての傾斜面が形成され、他端に圧電体振動子を装着し、該圧電体振動子より出力され、伝播する超音波の自然収束位置より僅かに長い位置に中心軸と前記傾斜面の中心点との交点になるように形成した超音波伝播体の棒状ホーンと、前記圧電体振動子を覆うように装着された振動子ケースと、該振動子ケースの端部に通され、前記圧電体振動子に接続するケーブルとからなり、前記棒状ホーンの前記傾斜面を被洗浄体に対向して微小間隔を保って装着し、前記傾斜面の側部から洗浄液を流入して、前記被洗浄体を洗浄することを特徴とする超音波洗浄装置。
  2. 前記棒状ホーンの中心軸と前記超音波放射面としての傾斜面の角度が１００度〜１７０度であることを特徴とする請求項１記載の超音波洗浄装置。
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