超聲波清洗(xǐ)儀器的出現替代了常規的清洗方式,利用高中低頻不同的超聲波頻率劃分了多種用途的(de)超聲波清洗(xǐ)機以(yǐ)提(tí)高(gāo)清洗效率及清洗(xǐ)結果,那麽高中(zhōng)低頻不同的超聲波頻(pín)率(lǜ)之間的清(qīng)洗作(zuò)用又有什麽區別呢?
超(chāo)聲波是(shì)一(yī)種(zhǒng)機械波,是機械振動在媒質中(zhōng)的傳播。當超聲(shēng)波在液體中傳播時,液體質點受到聲波的擾動後會在其平衡位置附近做微小振動,液體質點沒有宏觀上的移動和遷(qiān)移,但其振動速度和加速度很大。例如聲強為1. 0W/cm2、頻率為20 kHz的超聲(shēng)波在水中傳播(暫不考慮其非線性效(xiào)應),如果液體質點位移振(zhèn)幅(fú)為5μm,則質點要經受(shòu)壓(yā)力在正負1. 68atm之間以每秒2萬次的重複頻(pín)率(lǜ)做周期性變化的作(zuò)用,質點振動速度約為0,63m/s,而振(zhèn)動的(de)加(jiā)速度達到(dào)7.9X10*m/s' ,大約為重力加速度的8000倍。這樣激烈而快(kuài)速變化的機械運動,於附著(zhe)在固體(tǐ)表麵的灰塵等不溶性固(gù)體顆粒,強大的(de)剪切作用足以使固體顆粒從待清洗物體表麵脫落,從而(ér)達到清洗的目(mù)的。
當超聲波的頻率增(zēng)加到幾百千赫的(de)高頻時,波長短了,λ=0.7~1.5mm,聲場中質(zhì)點的稠密區與稀(xī)疏區界線(xiàn)模糊,液態聲場中空化現象幾乎消失(shī),超聲能量表現為媒質質點加速度能量。例如在矽晶片及(jí)光刻清洗中,使用950 kHz超聲波,兩個波峰(fēng)之間(jiān)的時間(jiān)僅為1. 05μs,不足以形成空化泡,但能量將達到重(chóng)力加速度的10倍,兆級超聲波清洗體現在液態質點對工件表麵(miàn)每秒95萬次的精細擦洗上。這足以使清洗液迅(xùn)速擴散到基片(piàn)(工件)與粒子(zǐ)(汙物(wù))之間(jiān),使工件表麵水化,變得濕潤。液膜(mó)作(zuò)用如同尖劈,使粒子(zǐ)從基片脫落,同時液膜(mó)也進一步 防止了粒(lì)子對基片的二次吸附,這對去除亞微(wēi)米粒子很(hěn)有(yǒu)效果。