超音波清洗是利用超音波在液体中的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超音波清洗机中,空穴作用和直进流作用应用得更多。
(1)空穴作用:就是超音波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。
(2)直进流作用:超音波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。音波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。
(3)加速度:液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超音波清洗机,空穴作用就很不显著了,这时的清洗主要靠液体粒子超音波作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。
超音波在电子行业的应用
电子行业是超音波清洗应用最早,最为普及的行业。
电子零件的清洗:如半导体管的壳座、IC的壳座、晶体的壳座、继电器的壳座、电子管座等。
电子元器件的基体清洗:电子元器件的基体是由半导体材料制成并封装在金属或塑料壳座中形成的,在封装前,不但对壳座必须清洗,而且也必须对基体进行清洗,如IC芯片、电阻、晶体、半导体、原膜电路等。
PCB板的清洗:电子行业中,绝大多数企业都在使用PCB,PCB组件焊接采用的助焊剂分为水溶型、松香型和免清洗型三类,使用较多的为前两种,多采用超音波清洗(也有不少是采用酒精刷洗),免清洗型原则上应该不清洗,但是,目前世界各国的大多数厂家即使采用免清洗型焊剂焊接组件,仍需要清洗。特别是高密度PCB以及高密度IC出脚不清洗或不采用超音波清洗,必将导致高密度线路之间和IC出脚之间吸附尘埃,一旦环境湿度大,极易发生高密度线间和脚间短路而出现故障,而一旦环境干燥,短路故障又自行消失,这类故障又不易查找。所以世界各国的电子整机厂均坚持对PCB板作超音波清洗。
电子材料加工成型后的清洗:如芯片、硅片、压电陶瓷片等电子材料是供给元器件厂家的产品,其产品出厂前必须清洗,特别是作出口业务的厂家,其产品清洗成为一大难题,超音波清洗是最有效的途径。