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干冰喷射清洁技术的研究进展...-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-06-27 0:33:53 * 浏览: 4
摘要:干冰颗粒喷雾清洁技术也称为干冰颗粒喷雾清洁技术。这是一种新型的精密清洁技术。它具有明显的作用,不使用水和化学药品,不引入二次污染,无毒,并且对人体没有影响。在清洗硅单晶基板清洗,真空设备零件清洗和红外光学望远镜清洗等物体表面上取得了良好的效果。介绍了干冰微粒喷雾清洗方法的清洗机理,研究现状和存在的问题,并展望了其应用前景。关键词:干冰颗粒喷雾,干冰清洗技术,干冰清洗机构,干冰清洗机,工业清洗1.简介清洗技术是电子设备生产和研究中非常重要的技术。在某些电子设备的制备过程中,如果残留的污垢超过标准,该设备将出现气泡,剥落,缺陷等问题,直接关系到产品的质量和性能。因此,清洁技术的研究对电子设备的生产具有重要意义。目前,湿法清洁被广泛使用。此方法中大量使用的有机溶剂,例如CFC(氟氯烃),HCFC(氢氯氟烃)等,会破坏臭氧层,并造成温室效应,严重破坏生态环境,难以满足环保要求,而替代CFC和HCFC清洁剂的水基清洁剂的清洁能力很差,并且消耗了大量的优质水资源,从而增加了清洁成本。干冰颗粒喷雾清洁是一种使用干冰作为清洁介质的清洁技术。该方法克服了传统清洗方法的缺点,不用水喝化学药品,具有效率高,无毒,环保,不损伤被清洗表面的特点。干冰颗粒柔软小,特别适合清洁微电子,光电子,半导体,真空和其他对外力敏感且需要精确维护的组件。因此,开展干冰颗粒喷涂方法的研究具有重要的现实意义。 2.干冰颗粒喷雾法的清洁机理干冰颗粒喷雾法使用液态或气态二氧化碳作为清洁源。可以使用干冰机(干冰制粒机,干冰制粒机,干冰制粒机)由液态二氧化碳制得干冰颗粒。 ,将压缩空气作为载体,将干冰颗粒放入干冰洗衣机(干冰喷雾洗衣机,干冰喷射器,干冰模具洗衣机,模具洗衣机)中,作用于污物表面,如图所示1.利用高速气流的影响和干冰升华的热影响,以及液态二氧化碳溶解待处理表面上有机物,固体颗粒,油渍,水渍和其他杂质的能力清洁后的产品会迅速剥离并去除,而不会影响清洁后的表面。干冰和液态二氧化碳升华后,清洁介质将不会残留在表面上。 Fig1CO2雪清洁机制干冰颗粒喷雾清洁方法不仅可以清除颗粒污垢,而且还可以清除薄膜污垢,例如矿物油渍,指纹,面部油脂和润滑油。 2.1干冰颗粒喷雾法去除固体颗粒污物的机理干冰颗粒喷雾法去除物体表面固体颗粒污染物的机理比较简单,如图2所示。在此过程中,干冰颗粒和液态二氧化碳的高速二氧化碳气流被直接导向要清洁的表面。高速固体干冰颗粒与污垢颗粒碰撞,并发生动量传递。固体干冰颗粒将影响动量传递给定了污物颗粒,该动量克服了固体颗粒与物体表面之间的结合力,导致固体颗粒从物体表面分离,因此被被高速二氧化碳气流带走。图2二氧化碳喷雾清洁固体颗粒干冰颗粒喷雾方法示意图显示了去除效果与表面污垢的粒径无关的特性。它可以去除各种尺寸的颗粒污垢(最小的颗粒污垢的粒径为0.03micro,m)。干冰颗粒喷涂方法更适合于精密工业清洁中去除细小的固体污垢颗粒。 2.2干冰颗粒喷雾去除有机污垢的机理有两种理论解释干冰颗粒喷雾去除有机污垢的机理:(1)Whitlock提出的理论,解释了固体二氧化碳部分液化的机理可以认为,液态二氧化碳在有机污垢上的溶解足以去除薄的油膜层和松散的有机薄膜,如图3所示。当干冰颗粒撞击受污染的表面时,压力固体二氧化碳颗粒在碰撞过程中的最大压力增加,并且该压力可以大于固体二氧化碳颗粒的屈服应力和三点压力(78psi)。液化发生在污物接触的位置,并且由于连续的屈服和合理的变形,液态二氧化碳和有机污物之间的接触面积增加,从而有机污物很好地溶解在液态二氧化碳中。当二氧化碳固体颗粒开始从物体表面跳下时,随着界面上的压力下降,二氧化碳固体颗粒的液相部分将重新凝固,从而有机污垢被带离表面用二氧化碳固体颗粒表示的物体,(2)是M. Hill在1995年提出的冻结冻结新思想实际上是对Whitloek提出的液化理论的补充。除了支持惠特洛克的观点,希尔还认为,在二氧化碳的低温作用的冻结过程中,一些污染物会分解成小块。碎片被高速气流带走。图3二氧化碳喷雾喷射的液相形成机理3,干冰颗粒喷雾清洗方法的研究进展1986年,霍尼格提出了一种使用固体二氧化碳和二氧化碳气体的混合物作为清洗剂的清洗方法。他认为高速喷射流可以提高去除表面颗粒的效率。 1990年,w。 R. Gerristead等。在5.08cm的单晶硅衬底上进行干冰颗粒喷雾法,发现该方法对于去除ITO上的污染的固体颗粒和有机物非常有效。清洗后,基材表面的碳氢化合物含量降低了25%至30%,杂质颗粒为5.38倍,105 / cm2。降低到342 / cm2,降低程度达到99.9%。 1991年,Sherman使用干冰颗粒喷雾清洁了普通玻璃基板,镀膜玻璃基板和激光过滤器。发现清洗后基板的表面被损坏,并且激光滤光片的精度没有降低。其他人使用干冰徽记喷雾法清洁金属镀膜镜面,并使用不同的表面粗糙度测量技术测量清洁后镜面的平整度,发现测量结果与标准光学平整度相似。 。干冰颗粒喷雾清洁不会磨损清洁表面。 L.Iayden等。使用超声波法和干冰粒子喷雾法清洁真空组件。结果表明,干冰颗粒喷雾法后真空系统的抽气速率是超声清洗真空系统的3倍,而真空组件清洗越干净,溶剂残留量越少,抽气速度越快真空系统的速率。希尔阐明了二氧化碳气体和固体喷射清洁表面的污染机理。首先,一部分颗粒在热交换中被气体带走,其次,剩余的颗粒被短暂溶解在液态二氧化碳中并被去除。近年来,国内外关于干冰颗粒喷雾方法的研究报告不断涌现,干冰颗粒spr的应用领域尤其是在清洁半导体部件,真空设备部件,红外光学望远镜和ITO玻璃基板表面方面,清洁方法也一直在不断扩展。结果显着。 2006年,Sheng-ChungYang等人。使用干冰粒子脉冲喷射法去除CMOS图像传感器表面的颗粒污染物,并使用Taguchi方法计算影响样品表面污垢残留率的四个参数的最佳值如图4所示。也就是说,当喷嘴与样品表面之间的喷雾角度为15ordm时,从喷嘴出口到样品表面的距离为40mm,喷嘴尺寸为0.30mm,脉冲信号时基为50ms ,优化了清洁过程,使污垢颗粒的平均残留率得到控制,几乎所有粒径> 2 microm的固体颗粒均被清除。图4二氧化碳除雪系统示意图2007年,文献[12,13]使用干冰颗粒喷雾法清洁ITO玻璃的表面,并与浸入式低频超声湿法清洁ITO玻璃进行了比较。结果表明:采用干冰粒子喷涂方法后,ITO膜表面的接触角减小,表面污染物颗粒的数量减少,ITO玻璃表面的碳含量减少了48.5%。与未处理前相比,锡和铟的含量分别增加了533.33%和267.57%。干冰颗粒喷雾法对ITO膜表面上的有机污染物和杂质颗粒的清洁效果超过了超声湿法。干冰粒子喷涂方法对ITO膜表面也有明显的抛光作用,可以有效消除和减弱ITO膜表面的尖峰,从而改善了蜜蜂的尖锐问题,降低了粗糙度。 。而且,抛光时间越长,ITO膜表面的粗糙度越小,并且不会损坏ITO膜表面。 2009年,迪伦·莫里斯(Dylan J. Morris)使用氧等离子体和干冰颗粒喷涂技术清洁了金刚石纳米探针,发现干冰颗粒喷涂方法在消除固体颗粒污染方面比氧等离子体方法更有效,而氧等离子体清洁方法则不能。只是未能有效地去除指纹和其他污渍,并且还磨损了金刚石纳米探针。 4.干冰微粒喷雾清洗方法的问题文献发现,在干冰微粒喷雾过程中,清洗后的表面会在短时间内形成半透明的白色覆盖层,从而防止干冰微粒与玻璃接触。基材表面并缩短干冰。微粒清洁的有效清洁时间会严重影响表面的清洁效果。为了确定覆盖层的组成,对没有氮气保护并且以2N和4N氮气作为保护气体的覆盖层的产生和消除进行了初步研究。研究表明,当干冰喷射系统不受氮气保护时,玻璃基板表面会迅速形成半透明的白色涂层,这显然会阻碍干冰颗粒与玻璃基板表面之间的接触。 ,随着用于保护的氮气纯度的提高,覆盖层的形成速率降低,厚度减小。可能是由于干冰液化的吸热热引起的,这导致空气中的水蒸气和氮气中的水蒸气冻结并粘附在玻璃基板上。因此,我们建议在干冰喷射器的外层上形成保护性气体流动层的方法,或者脉冲喷射(国外清洁技术中已有的应用)和红外热烘烤的组合,有望减少甚至消除。覆盖层。 5.结论干冰颗粒喷雾清洁方法使用固态干冰颗粒和液态二氧化碳的高速二氧化碳气流聚焦在要清洁的物体表面上。不会消耗大量的优质水,不会排放废水,也不会污染化学物质。鉴于传统清洁方法的缺点,它是一种清洁技术与环境兼容(绿色)。此外,干冰粒子喷雾法在清洁诸如硅单晶衬底,真空设备零件和红外光学望远镜之类的物体的表面上取得了良好的效果。然而,在干冰颗粒喷雾清洁过程中,在待清洁表面上形成一层,这阻碍了干冰颗粒与待清洁表面之间的接触,从而影响了清洁效率。因此,为了获得干冰颗粒喷射方法的高效清洁效果,需要对覆盖层的组成和覆盖层的消除方法进行更深入的研究。