2015-01-21
2023
Интенсификация процессов очистки поверхности имеет целью не только увеличение скорости процесса (повышение производительности установок), но и получение более качественной очистки. Очистка поверхности в жидком реагенте основана на гетерогенных физико-химических процессах растворения и зависит от рода удаляемого вещества, природы растворителя, температуры и скорости обтекания поверхности реагентом.
Для подогрева агрессивных жидкостей применяют нагреватели проточного или объемного (нагревающего порцию реагента) типа, выполненные из материала, не вступающего в реакцию с реагентом (фторопласт, кварц, коррозионно-стойкая сталь).
Нагрев осуществляют при помощи ламп инфракрасного излучения или нагревателей типа ТЭН через промежуточную жидкую или газообразную среду. Проточный нагреватель с промежуточной воздушной средой и инфракрасной нагревательной лампой показан на рисунке ниже.
Проточный нагреватель с промежуточной воздушной средой: 1 - токоподвод; 2 — стойка; ,3 — фланец; 4 — изоляционный цилиндр; 5 — изолятор; 6 — трубка с нагреваемой жидкостью; 7 — нагревательная лампа; 8 — входной патрубок, 9 — выходной патрубок
Жидкость поступает через входной патрубок 8, проходя по спиральной трубке 6, она подогревается за счет излучения лампы 7 и выходит через патрубок 9. Для увеличения скорости обтекания очищаемой поверхности реагентом применяют вибрационную обработку с промышленной (50 Гц) или ультразвуковой частотой, а также механическое или пневматическое перемешивание реагента и струйную очистку.
Вибрацию с частотой 50 Гц для интенсификации процесса используют в полуавтоматических, установках типа ПВХО-ПК60-1 и ПВХО-ГК6О-1. На них можно проводить операции травления,
обезжиривания, снятия фоторезиста и др. Обработку проводят в объеме холодных или нагретых кислот и органических растворителей с последующей промывкой деионизовайной водой, кистевой мойкой и сушкой на центрифуге.
Для ультразвуковой вибрационной обработки в установках кроме специально разрабатываемых ультразвуковых ванн используют и серийно выпускаемые отечественной промышленностью универсальные, настольные малогабаритные ультразвуковые ванны УЗВ-0,1, УЗВ-0,25, не требующие принудительного охлаждения, и др. Различаются они количеством встроенных УЗ-излучателей, числом камер и их размерами. Рабочие камеры выполнены из коррозионно-стойкой стали. В дно камеры вмонтирован пьезоэлектрический излучатель типа ПП2-0.1/18.
Пьезоэлектрические излучатели на основе синтетической керамики титаната бария или цирконат-титаната свинца (ЦТС) получили широкое распространение. Достоинство этих материалов — возможность изготовления излучателей плоской, цилиндрической или сферической формы и практически любых размеров. Недостатком являются большие механические и диэлектрические потери, что приводит к перегреву и резкому снижению интенсивности колебаний при температуре более 90 °С. Поэтому с пьезоэлектрических преобразователей или излучателей из титаната бария при непрерывном излучении в какую-либо среду без их охлаждения можно получить максимальную удельную интенсивность колебаний до 2—5 Вт/см2, что, однако, вполне достаточно для очистки полупроводниковых приборов.
Излучатели из пьезокерамики имеют пьезомодуль почти на два порядка больший, чем у кварца, т. е. величину деформации в зависимости от приложенного напряжения и требуют для возбуждения на порядок меньшего напряжения (100 - 300 В).
Плоские излучатели выполняют в виде пластин / (рисунок ниже, а) из пьезокерамики, наклеенных на металлическую подложку 2. Толщину керамической пластины выбирают кратной четверти длины УЗ-волны. На практике используют полуволновые, четвертьволновые и многослойные излучатели. Из условия резонанса толщина пьезокерамической пластины полуволнового преобразователя
h=λk/2 = ωзк/(2vp);
для четвертьволнового преобразователя
h=λk/4 = ωзк/(4vp);
а для металлической накладки
hн=λм/4 = ωзм/(4vp);
где λk и ωзк — соответственно длина волны и скорость звука в керамике; λм и ωзм — соответственно длина волны и скорость звука в металлической накладке; vp — резонансная частота.
Пьезоэлектрический излучатель (рисунок ниже, б), с обеих сторон которого расположены металлические пластины 2, называют сложным, или многослойным. Металлические пластины являются электродами излучателя. Сложный излучатель может состоять из одной или нескольких пьезопластинок.
