關(guān)于“超聲波清洗”

一.什么是超聲波

超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名。

二.超聲波的兩個(gè)主要參數(shù)：

 ①頻率：F≥20KHz（在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)樾Ч嗨?，通常把F≥15K的聲波也稱為超聲波）；

②功率密度：p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2;在液體中傳播的超聲波能對(duì)物體表面的污物進(jìn)行清洗，其原理可用“空化”現(xiàn)象來(lái)解釋：超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí)，其功率密度為0.35w/cm2，這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓，但實(shí)際上無(wú)負(fù)壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到Zui大時(shí)破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來(lái)。這種由無(wú)數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。太小的聲強(qiáng)無(wú)法產(chǎn)生空化效應(yīng)。

三.超聲波清洗原理

　　清洗的超聲波應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化核）在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。

四.采用超聲波清洗的優(yōu)勢(shì)：

　　相比其他多種的清洗方式，顯示出了巨大的優(yōu)越性，尤其在專業(yè)化、集團(tuán)化的生產(chǎn)企業(yè)中，己逐漸用超聲波清洗機(jī)取代了傳統(tǒng)的浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動(dòng)清洗和蒸氣清洗等工藝方法，超聲波清洗機(jī)的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊疚，所以很容易將帶有復(fù)雜外形，內(nèi)腔和細(xì)空的零部件清洗干凈，對(duì)一般的除油、防銹、磷化等工藝過(guò)程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍，甚至幾十倍，清潔度也能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)，這在許多對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場(chǎng)合，更突出顯示了用其他處理方法難以達(dá)到或不可取代的結(jié)果。

五.超聲波清洗的技術(shù)特點(diǎn)

 清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致。

 清洗速度快，提高生產(chǎn)效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠。

 對(duì)深孔、細(xì)縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。

 對(duì)工件表面無(wú)損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場(chǎng)地和人工。

 超聲波清洗方式超過(guò)一般以的常規(guī)清洗方法，特別是工件的表面比較復(fù)雜，象一些表面凹凸不平，有盲孔的機(jī)械零部件，一些特別小而對(duì)清潔度有較高要求的產(chǎn)品如：鐘表和精密機(jī)械的零件，電子元器件，電路板組件等，使用超聲波清洗都能達(dá)到很理想的效果。超聲清洗的原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)—清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡。

　　這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)迅速閉合。在這種被稱為“空化”效應(yīng)的過(guò)程中，氣泡閉合可形成超過(guò)1000大氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到物件表面凈化的目的。

　　超聲波清洗的作用機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面：因空化泡破滅時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來(lái)、分散、乳化、脫落。因?yàn)榭栈F(xiàn)象產(chǎn)生的氣泡，由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹，收縮，象剝皮一樣的物理力反復(fù)作用于污垢層，污垢層一層層被剝離，氣泡繼續(xù)向里滲透，直到污垢層被完全剝離。這是空化二次效應(yīng)。超聲波清洗中清洗液超聲振動(dòng)對(duì)污垢的沖擊。超聲加速化學(xué)清洗劑（RT-808超聲波清洗劑）對(duì)污垢的溶解過(guò)程，化學(xué)力與物理力相結(jié)合，加速清洗過(guò)程。

　由于超聲波清洗速度快、質(zhì)量好，又能大大降低環(huán)境污染，因此，超聲波清洗技術(shù)正在越來(lái)越多的工業(yè)部門(mén)中得到應(yīng)用。

超聲波在電子行業(yè)的應(yīng)用

　　電子行業(yè)是超聲波清洗應(yīng)用Zui早，Zui為普及的行業(yè)。

　　電子零件的清洗：電子零件，如半導(dǎo)體管的殼座、IC的殼座、晶體的殼座、繼電器的殼座、電子管座等。

　　電子元器件的基體清洗：電子元器件的基體是由半導(dǎo)體材料制成并封裝在金屬或塑料殼座中形成的，在封裝前，不但對(duì)殼座必須清洗，而且也必須對(duì)基體進(jìn)行清洗，如IC芯片、電阻、晶體、半導(dǎo)體、原膜電路等。

PCB板的清洗：中國(guó)電子行業(yè)中，絕大多數(shù)企業(yè)都在使用PCB，PCB組件焊接采用的助焊劑分為水溶型、松香型和免清洗型三類，使用較多的為前兩種，多采用超聲波清洗（也有不少是采用酒精刷洗），免清洗型原則上應(yīng)該不清洗，但是，目前的大多數(shù)廠家即使采用免清洗型焊劑焊接組件，仍需要清洗。特別是高密度PCB以及高密度IC出腳不清洗或不采用超聲波清洗，必將導(dǎo)致高密度線路之間和IC出腳之間吸附塵埃，一旦環(huán)境濕度大，極易發(fā)生高密度線間和腳間短路而出現(xiàn)故障，而一旦環(huán)境干燥，短路故障又自行消失，這類故障又不易查找。所以的電子整機(jī)廠均堅(jiān)持對(duì)PCB板作超聲波清洗。在中國(guó)，電子整機(jī)廠已開(kāi)始推廣，并收到了因此舉既提高了產(chǎn)品可靠性，又降低了售后服務(wù)成本的雙重效益。

　　接插件、連接件、轉(zhuǎn)接器等器件的生產(chǎn)中，電鍍和組裝前也必須清洗，否則吸附在這些組裝零件上的灰塵、油污必將影響其導(dǎo)電和絕緣性能，特別是一些復(fù)雜的多芯連接器尤其如此。

　　電子材料加工成型后的清洗：如晶片、硅片、壓電陶瓷片等電子材料是供給元器件廠家的產(chǎn)品，其產(chǎn)品出廠前必須清洗，特別是作出口業(yè)務(wù)的廠家，其產(chǎn)品清洗成為一大難題，超聲波清洗是Zui有效的途徑。