
以前传统的浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗,这些清洗方法都很容易破坏半导体表面,而且半导体制程中重复次数最多的工序,清洗效果的好坏较大程度的影响芯片制程及积体电路特性等质量问题。在所有的清洗方式中超声波清洗机对半导体的清洗效率最高、效果最好的一种,之所以超声波清洗能够达到如此的效果是与它独特的工作原理和清洗方法密切相关的。我们知道,半导体外形比较复杂,孔内小,利用超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击疚,所以很容易将带有复杂外形,内腔和细空清洗干净,在超声波作用下只需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍,甚至几十倍,清洁度也能达到高标准,提高了对半导体的生产效率,更突出显示了用其他处理方法难以达到或不可取代的结果。
连续振荡 振幅及频率是固定的 可强力清洗。由驻波作用使清洗不均,应增加摇动,达到清洗均匀性。加宽调制 振幅变化 有良好的脱气效果,对不同物体清洗性好,噪声大。
频率调制(FM振荡) 振荡频率实行数千赫的变化 能均匀地清洗。清洗效率差,平均输出功率低。
同时多频率 多种频率同时发生 形成均衡的声场,清洗均匀,不易得到强力的超声波。
多频率交替 每一种频率发生复数个频率 清洗均衡,不易得到强力清洗。
圆锥形辐射清洗 用不锈钢制成的共振体进行超声波辐射。一般在清洗不充分场合使用 可获得常规超声波10倍或20倍的强度,性能高。 但清洗面小,噪声大
清洗条件的选择设定主要有以下数点。
·清洗位置:将清洗物置于驻波压力最大的位置,可获得最佳的清洗效果。但是比驻波大的物体清洗时,易产生清洗不均,这时应将物体在上下数十毫米内加以摇动,这是减少清洗不良的常用方法。
·由网孔引起的衰减:在清洗小型另件时,多使用网篮方式,网篮网孔的大小不当,会造成超声波衰减,使清洗力降低,例在28KHZ场合,网篮的网孔直径需在5mm以上,才可正常清洗。如小的螺钉清洗时,网孔最小要做到1mm,如果衰减大,使用0.1-0.5mm的薄板网蓝,也可得到正常清洗效果。
·频率:对于频率因素涉及的清洗效果,大体可这样认为,采用频率低的针对较难清洗的污垢,频率高的,适合于精密清洗场合。
·液体温度:随着液温的上升,液中生存的气泡会遮断声波,使超声波减弱,但是在常规做法上都以提高液温来增加清洗能力。适合的液温要针对不同的清洗液和清洗物来确定,一般场合液温在5060℃比较适当。
清洗工序和清洗装置
清洗工序的设定要根据污染的类型,污染程度,处理批量来决定,譬如,眼镜片的清洗一般要10个工序。在使用水系清洗剂时,最基本的工序制定如下:
超声波清洗(水系清洗剂)→超声波清洗(纯水、自来水)→脱水 (干燥)
干燥处理对清洗物的清洗性优劣非常重要,常见的干燥方法有热风干燥、通风干燥、真空干燥、离心脱水干燥、IPA提升干燥等,可按照生产批量、成本、产品精度、被洗物形状等加以选择。
工业用超声波清洗机多为单槽或双槽式、自动清洗形式的清洗机也有多槽形式。近年来,半导体行业用的清洗方式大多采用带950KHZ超声槽的单枚式“US喷淋”高频清洗,可得到高性能的清洗结果,“US喷淋”的方式是将载有950KHZ超声波所形成的水帷幕,用于液晶玻璃、电路芯片的超精密清洗,尘粒子可接近“零”的程度。
今后不同产品的湿式清洗,如需100%地发挥清洗剂的性能作用,对超声清洗装置将会提出更高的要求。
相比其它多种的清洗方式,超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化、集团化的生产企业中,已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法。
超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净,对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程,在超声波作用下只需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度也能达到高标准,这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合,更突出地显示了用其它处理方法难以达到或不可取代的结果。
此类一般采用双氧水去洗,因为它挥发快,能够快速氧化残留物。不容易伤害电路板。特别是高密度PCB以及高密度IC出脚不清洗或不采用超声波清洗,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板作超声波清洗。
总之,焊剂清洁不当会造成严重的性能降低,特别是在高精度 DC 电路中。对所有手工装配或修改过的 PCB,请务必使用超声波浴(或类似方式)完成最终清洁。在使用空气压缩机风干后,采用稍高温度烘烤装配并清洗后的 PCB,可清除任何残留湿气。我们一般在 70-80摄氏度下烘烤10到15分钟。
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