JP3288313B2 - 超音波洗浄装置およびこれを用いた洗浄乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波洗浄装置と
これを用いた洗浄乾燥装置に係り、フープ式（連続式）
のリードフレームを代表とする薄肉長尺物の洗浄または
洗浄と乾燥に用いて好適な超音波洗浄装置と洗浄乾燥装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフープ式リードフレームのための
超音波洗浄装置は、図６に示すように、洗浄液１で満た
された洗浄槽２内に一対の投げ込み式超音波振動子３
Ａ，３Ｂを上下に対向配置し、この対向配置した投げ込
み式超音波振動子３Ａ，３Ｂの間にリードフレーム４を
差し通し、送りローラ５，６によってリードフレーム４
を入口スリット７から出口スリット８に向けて送り出し
ていくことにより、その表裏面を超音波洗浄するもので
あった。なお、入口スリット７と出口スリット８からこ
ぼれ落ちる洗浄液は、洗浄槽２の周囲に配置した洗浄液
回収槽９によって回収し、循環路１０、フィルタ（Ｆ）
１１、ポンプ（Ｐ）１２、バルブ（Ｖ）１３を介して再
び洗浄槽２に戻し、再使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の超音波洗浄装置の場合、投げ込み式超音波振動
子３Ａ，３Ｂとしては、超音波照射面積の大きな大出力
のものを必要とする。このため、その容積がかなり大き
くなり、これらを収容する洗浄槽２の容積が大きくなる
とともに、これに対応して洗浄液回収槽９の容積も大き
くなり、装置全体が大型化してしまうという問題があっ
た。また、洗浄槽２や洗浄液回収槽９が大きくなるた
め、洗浄液の使用量もそれだけ多くなるとともに、ポン
プ１２の消費電力も大きくなるという問題があった。

【０００４】ちなみに、上記従来の超音波洗浄装置にお
いて、例えば、幅８０ｍｍ、厚さ０．１〜０．２ｍｍの
リードフレームを１０〜２０ｍ／分で送りながら洗浄し
た場合、投げ込み式超音波振動子３Ａ，３Ｂとしては、
それぞれ長さ３００×幅８０×高さ２００ｍｍ、出力６
００Ｗ（発振周波数３８ＫＨｚ）程度のものが必要であ
った。

【０００５】また、実際の半導体製造工程においては、
図７に示すように、上記構成になる従来の超音波洗浄装
置７１を熱風乾燥槽などの乾燥装置７２と組み合わせる
ことにより、１つの工程中で洗浄と乾燥を連続的に行な
うようにした洗浄乾燥装置を構成することも多いが、前
述したように超音波洗浄装置７１の容積が大きいため、
洗浄乾燥装置全体の容積が大きくなるという問題があっ
た。

【０００６】また、対向配置した投げ込み式超音波振動
子３Ａ，３Ｂ同士の干渉が問題となるような場合には、
図８に示すように、リードフレーム４の搬送方向に沿っ
て超音波振動子を前後にずらして配置することも行なわ
れているが、このような場合には、超音波洗浄装置７１
の容積がさらに大きくなるため、洗浄乾燥装置全体の大
きさがさらに大きくなるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、装置を小型化できるとともに洗浄
液の使用量も少なくて済む超音波洗浄装置と、これを用
いて構成した洗浄乾燥装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の超音波洗浄装置は、洗浄対象物たる薄肉長
尺物を洗浄槽内の洗浄液中を潜らせながら超音波洗浄す
るとともに、該洗浄槽からこぼれ落ちる洗浄液を洗浄槽
の周囲に配置した洗浄液回収槽によって回収し、この回
収した洗浄液をフィルタでろ過した後、再び洗浄槽に戻
して循環させるようにした超音波洗浄装置において、前
記洗浄槽内を通過する薄肉長尺物の上面または下面のい
ずれか一方の側に位置して金属ホーン型超音波振動子を
前記薄肉長尺物に向けて配置するとともに、前記薄肉長
尺物を中に挟んで超音波反射板を前記金属ホーン型超音
波振動子に対向配置したものである。

【０００９】このような構成の超音波洗浄装置とした場
合、洗浄対象物たる薄肉長尺物の上面または下面のいず
れか一方の側の面は、該面と対向配置された金属ホーン
型超音波振動子２１から放射される超音波によって直接
洗浄される。さらに、金属ホーン型超音波振動子２１か
ら放射される超音波は、その一部が薄肉長尺物を透過し
てその反対面側にも放射されるので、この透過した超音
波を超音波反射板で反射して薄肉長尺物の他方の面に当
て、薄肉長尺物の他方の面の超音波洗浄を行なう。した
がって、本発明の超音波洗浄装置の場合、ただ１つの超
音波振動子を用いて薄肉長尺物の表裏面の洗浄を行なう
ことができ、超音波洗浄装置を小型化することが可能と
なる。

【００１０】また、本発明の洗浄乾燥装置は、前記構成
になる超音波洗浄装置と、該超音波洗浄装置によって洗
浄された後の薄肉長尺物を乾燥する乾燥装置とから構成
したものである。なお、前記超音波洗浄装置は薄肉長尺
物の進行経路に沿って複数台配置し、また、各超音波洗
浄装置毎に独立に設けられている洗浄液回収槽を１個に
まとめ、１個の洗浄液回収槽を前記複数台の超音波洗浄
装置で共用するように構成してもよい。また、前記乾燥
装置としては、エアノズル式乾燥ユニットと、吸湿ロー
ラ式乾燥ユニットと、熱風式乾燥ユニットを配置するこ
とにより構成し、さらに、超音波式以外の他の洗浄形式
になる洗浄装置を付加してもよいものである。

【００１１】このような構成の洗浄乾燥装置とした場
合、超音波洗浄装置が小型化されるので、洗浄乾燥装置
全体を小型に構成することができる。また、超音波洗浄
装置を複数台設置しても全体の容積がそれほど大きくな
ることがない。また、１個の洗浄液回収槽を前記複数台
の超音波洗浄装置で共用するようにした場合には、さら
に洗浄乾燥装置全体の容積増加を少なく抑えることがで
きる。また、乾燥装置として、エアノズル式乾燥ユニッ
トと、吸湿ローラ式乾燥ユニットと、熱風式乾燥ユニッ
トを用いた場合には、洗浄液で濡れた薄肉長尺物をより
迅速に乾燥させることができる。さらに、超音波式以外
の他の洗浄形式になる洗浄装置を付加した場合には、洗
浄効果をより一層高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明に係る超音
波洗浄装置の一実施の形態を示す模式断面図である。な
お、図中、従来装置（図６）と同一部分には同一の符号
を付して示した。

【００１３】この図１に示す実施の形態は、従来の超音
波洗浄装置と同様の構成において、従来用いられていた
一対の投げ込み式超音波振動子３Ａ，３Ｂに代えて、超
音波を集中して放射可能な金属ホーン型超音波振動子２
１と、この金属ホーン型超音波振動子２１から放射され
た超音波を反射する超音波反射板２２とを用いたもので
ある。

【００１４】すなわち、金属ホーン型超音波振動子２１
をリードフレーム４の上面側に配置するとともに、リー
ドフレーム４の下面側に位置して超音波反射板２２を前
記金属ホーン型超音波振動子２１と対向して配置したも
のである。金属ホーン型超音波振動子２２としては、従
来と同じ寸法からなる幅８０ｍｍ、厚さ０．１〜０．２
ｍｍのリードフレームを１０〜２０ｍ／分で送りながら
洗浄する場合、ホーン先端断面積７７×２０ｍｍ、振動
振幅幅２０μｍｍｐ−ｐ（発振周波数１９．５ＫＨｚ）
程度のものをリードフレーム４の上面から１０ｍｍ以内
の距離に配置すればよい。また、超音波反射板２２とし
ては、例えばステンレンス鋼などを用いればよく、リー
ドフレーム４の下面から１０ｍｍ以内の距離に配置すれ
ばよい。

【００１５】このような構成とした場合、リードフレー
ム４の上面は金属ホーン型超音波振動子２１から放射さ
れる超音波によって直接洗浄される。一方、リードフレ
ーム４の下面側には超音波振動子が配置されていない
が、リードフレーム４は薄い金属の板であるため、金属
ホーン型超音波振動子２１から放射される強力な超音波
はこのリードフレーム４の上面を洗浄すると同時に、そ
の一部がリードフレーム４の下面側に透過する。

【００１６】この透過した超音波は超音波反射板２２で
反射されてリードフレーム４の下面に当たり、リードー
ドフレーム４の下面を超音波洗浄する。また、一般にリ
ードフレーム４には半導体チップを載置するために必要
なパターンからなる多数の打ち抜き穴があるため、この
穴から通り抜けた超音波も超音波反射板２２で反射さ
れ、リードフレーム４の下面に当たって洗浄する。この
ため、リードフレーム４の下面側に超音波振動子を配置
しなくても、従来の超音波洗浄装置と同等の超音波洗浄
を実現することができる。

【００１７】ちなみに、前述したホーン先端断面積が７
７×２０ｍｍの金属ホーン型超音波振動子２１を用いた
場合、洗浄槽２のリードフレーム送り方向の槽長さＬを
１００ｍｍ程度まで小さくすることができた。従来の超
音波洗浄装置の場合、投げ込み式超音波振動子３Ａ，３
Ｂ（図６参照）のリードフレーム送り方向の長さ自体が
３００ｍｍ程度必要であり、従って洗浄槽２のリードフ
レーム送り方向の槽長さは少なくとも３４０〜３５０ｍ
ｍ程度以上必要であった。したがって、本発明の超音波
洗浄装置によれば、洗浄槽２の容積を従来の１／３程度
以下に小型化することができる。

【００１８】図２に、上記超音波洗浄装置を利用して構
成した本発明のリードフレーム用洗浄乾燥装置の第１の
実施の形態を示す。図中、３１は前述した本発明の超音
波洗浄装置、３２は超音波洗浄装置３１で洗浄されたリ
ードフレーム４の表面に付着している洗浄液を強制乾燥
させるための乾燥装置である。この例の場合、乾燥装置
３２は、リードフレーム４の表面に付着した洗浄液を吹
き落とすための高圧エアを吹き出すエアノズル３３ａか
ら構成されたエアノズル式乾燥ユニット３３と、リード
フレーム４の表面に付着した洗浄液を吸い取る吸湿ロー
ラ３４ａから構成された吸湿ローラ式乾燥ユニット３４
と、熱風を吹き付けて乾燥させる熱風式乾燥ユニット３
５とから構成されている。

【００１９】この図２の洗浄乾燥装置の場合、前述した
ように超音波洗浄装置３１が小型化可能であり、他の乾
燥ユニット３３〜３５と組み合わせることによってシス
テム化することができ、システム全体を小型化すること
が可能である。

【００２０】図３に、上記超音波洗浄装置を利用して構
成した本発明のリードフレーム用洗浄乾燥装置の第２の
実施の形態を示す。この図３の洗浄乾燥装置は、図２と
同様の構成において、３台の超音波洗浄装置３１Ａ、３
１Ｂ、３１Ｃをリードフレーム４の進行経路に沿って配
置したものである。このような構成とした場合、洗浄乾
燥全体の容積の増大を抑えながら、洗浄効果を向上させ
ることができる。

【００２１】図４に、上記超音波洗浄装置を利用して構
成した本発明のリードフレーム用洗浄乾燥装置の第３の
実施の形態を示す。この図４の洗浄乾燥装置は、前記図
３の洗浄装置と同様の構成において、各超音波洗浄装置
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ毎に独立に設けられている洗浄
液回収槽９を１個にまとめ、１個の洗浄液回収槽９を複
数台の超音波洗浄装置３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃで共用す
るように構成したものである。このような構成とした場
合、さらに洗浄乾燥装置全体の容積増加を少なく抑える
ことができる。

【００２２】図５に、上記超音波洗浄装置を利用して構
成した本発明のリードフレーム用洗浄乾燥装置の第４の
実施の形態を示す。この図５の洗浄乾燥装置は、図２の
洗浄乾燥装置と同様の構成において、超音波式洗浄装置
３１の後方に、超音波方式以外の他の洗浄形式になる洗
浄装置３６を１台または複数台付設したものである。本
発明の超音波洗浄装置３１を用いた場合、洗浄装置全体
の小型化が可能であるため、他の洗浄装置を付加しても
それほど装置が大型化することがない。

【００２３】なお、上述した各実施の形態では、いずれ
も、金属ホーン型超音波振動子２１をリードフレーム４
の上面側に配置し、超音波反射板２２をリードフレーム
４の下面側に配置したが、これとは逆に、金属ホーン型
超音波振動子２１をリードフレーム４の下面側に、超音
波反射板２２をリードフレーム４の上面側に配置しても
よいものである。また、洗浄対象物としてフープ式のリ
ードフレームを用いた場合を例示したが、これに限定さ
れるものではなく、超音波が透過可能な薄肉長尺物であ
れば適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の超
音波洗浄装置によるときは、洗浄槽内を通過する薄肉長
尺物の上面または下面のいずれか一方の側に位置して金
属ホーン型超音波振動子を前記薄肉長尺物に向けて配置
するとともに、前記薄肉長尺物を中に挟んで超音波反射
板を前記金属ホーン型超音波振動子に対向配置したの
で、洗浄のための超音波振動子が１つだけで済む。この
ため、これを収容するための洗浄槽と洗浄液回収槽を小
型化することができるとともに、洗浄液の使用量も低減
することができるので、超音波洗浄装置を従来のものに
比べて格段に小型化することができる。また、洗浄液の
使用量が少なくて済むので、洗浄液循環用のポンプも小
容量のもので済み、電力消費量も低減することができ
る。

【００２５】また、請求項２記載の洗浄乾燥装置による
ときは、請求項１記載の超音波洗浄装置と、超音波洗浄
装置によって洗浄された後の薄肉長尺物を乾燥する乾燥
装置とを組み合わせたので、洗浄乾燥装置全体を小型に
構成することができる。

【００２６】また、請求項３記載の洗浄乾燥装置による
ときは、請求項１記載の超音波洗浄装置を薄肉長尺物の
進行経路に沿って複数台配置したので、装置全体の容積
をそれほど大きくすることなく洗浄効果を向上すること
ができる。

【００２７】また、請求項４記載の洗浄乾燥装置による
ときは、各超音波洗浄装置毎に独立に設けられている洗
浄液回収槽を１個にまとめ、１個の洗浄液回収槽を複数
台の超音波洗浄装置で共用したので、洗浄乾燥装置全体
の容積をさらに小さくすることができる。

【００２８】また、請求項５記載の洗浄乾燥装置による
ときは、乾燥装置として、エアノズル式乾燥ユニット
と、吸湿ローラ式乾燥ユニットと、熱風式乾燥ユニット
を配置したので、洗浄液で濡れた薄肉長尺物をより迅速
に乾燥させることができる。

【００２９】さらに、請求項６記載の洗浄乾燥装置によ
るときは、超音波方式以外の他の洗浄形式になる洗浄装
置を付加したので、超音波では除去できないゴミやよご
れも効果的に除去することができ、洗浄効果をより一層
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波洗浄装置の一実施の形態を
示す模式断面図である。

【図２】本発明の超音波洗浄装置を利用して構成したリ
ードフレーム用洗浄乾燥装置の第１の実施の形態を示す
模式構造図である。

【図３】本発明の超音波洗浄装置を利用して構成したリ
ードフレーム用洗浄乾燥装置の第２の実施の形態を示す
模式構造図である。

【図４】本発明の超音波洗浄装置を利用して構成したリ
ードフレーム用洗浄乾燥装置の第３の実施の形態を示す
模式構造図である。

【図５】本発明の超音波洗浄装置を利用して構成したリ
ードフレーム用洗浄乾燥装置の第４の実施の形態を示す
模式構造図である。

【図６】従来の超音波洗浄装置の構成を示す模式断面図
である。

【図７】従来の超音波洗浄装置を利用して構成したリー
ドフレーム用洗浄乾燥装置の一例を示す模式構造図であ
る。

【図８】従来の超音波洗浄装置を利用して構成したリー
ドフレーム用洗浄乾燥装置の他例を示す模式構造図であ
る。

【符号の説明】

１ 洗浄液 ２ 洗浄槽 ４ リードフレーム ５，６ 送りローラ ７ 入口スリット ８ 出口スリット ９ 洗浄液回収槽 １０ 循環路 １１ フィルタ １２ ポンプ １３ バルブ ２１ 金属ホーン型超音波振動子 ２２ 超音波反射板 ３１，３１Ａ〜３１Ｃ 超音波洗浄装置 ３２ 乾燥装置 ３３ エアノズル式乾燥ユニット ３４ 吸湿ローラ式乾燥ユニット ３５ 熱風式乾燥ユニット ３６ 超音波方式以外の他の洗浄形式になる洗浄装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輻形 公司 東京都羽村市栄町３丁目１番地の５ 株 式会社カイジョー内 (56)参考文献 特開 平10−323635（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182304（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−290008（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 3/12 B08B 3/08 H01L 23/50

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄対象物たる薄肉長尺物を洗浄槽内の
   洗浄液中を潜らせながら超音波洗浄するとともに、該洗
   浄槽からこぼれ落ちる洗浄液を洗浄槽の周囲に配置した
   洗浄液回収槽によって回収し、この回収した洗浄液をフ
   ィルタでろ過した後、再び洗浄槽に戻して循環させるよ
   うにした超音波洗浄装置において、 前記洗浄槽内を通過する薄肉長尺物の上面または下面の
   いずれか一方の側に位置して金属ホーン型超音波振動子
   を前記薄肉長尺物に向けて配置するとともに、前記薄肉
   長尺物を中に挟んで超音波反射板を前記金属ホーン型超
   音波振動子に対向配置したことを特徴とする超音波洗浄
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超音波洗浄装置と、超音
   波洗浄装置によって洗浄された後の薄肉長尺物を乾燥す
   る乾燥装置とからなることを特徴とする洗浄乾燥装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の超音波洗浄装置を薄肉長
   尺物の進行経路に沿って複数台配置したことを特徴とす
   る請求項２記載の洗浄乾燥装置。
4. 【請求項４】 各超音波洗浄装置毎に独立に設けられて
   いる洗浄液回収槽を１個にまとめ、１個の洗浄液回収槽
   を複数台の超音波洗浄装置で共用したこと特徴とする請
   求項３記載の洗浄乾燥装置。
5. 【請求項５】 前記乾燥装置が、エアノズル式乾燥ユニ
   ットと、吸湿ローラ式乾燥ユニットと、熱風式乾燥ユニ
   ットを配置してなることを特徴とする請求項２〜４のい
   ずれかに記載の洗浄乾燥装置。
6. 【請求項６】 超音波方式以外の他の洗浄形式になる洗
   浄装置を付加したことを特徴とする請求項２〜５のいず
   れかに記載の洗浄乾燥装置。