JP2009248050A - Ultrasonic cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば半導体基板や液晶ディスプレイ用ガラス基板等の被洗浄物を超音波を利用して洗浄する超音波洗浄装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic cleaning apparatus that cleans an object to be cleaned such as a semiconductor substrate or a glass substrate for a liquid crystal display using ultrasonic waves.
一般に、半導体基板、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の精密基板の洗浄には、超音波洗浄装置が用いられている。超音波洗浄装置は、超音波発振器で発生した高周波電流を、超音波振動子より超音波振動として洗浄液に与えて、被洗浄物を洗浄するものである。 In general, an ultrasonic cleaning apparatus is used for cleaning precision substrates such as semiconductor substrates and glass substrates for liquid crystal displays. The ultrasonic cleaning apparatus cleans an object to be cleaned by applying a high-frequency current generated by an ultrasonic oscillator to a cleaning liquid as ultrasonic vibration from an ultrasonic vibrator.
このような超音波洗浄装置には、洗浄槽の底部に超音波振動子を設置し、超音波発振器で発生した高周波電流を、超音波振動子により超音波振動として洗浄液に与えて、洗浄液中に浸漬した被洗浄物を洗浄するものと、ノズルに超音波振動子を接着し、超音波発振器で発生した高周波電流を、超音波振動子により超音波振動としてノズル内に供給した洗浄液に与えて、被洗浄物へ洗浄液を噴射して洗浄するものがある。 In such an ultrasonic cleaning apparatus, an ultrasonic vibrator is installed at the bottom of the cleaning tank, and a high-frequency current generated by the ultrasonic oscillator is applied to the cleaning liquid as ultrasonic vibration by the ultrasonic vibrator. The ultrasonic vibrator is bonded to the nozzle, and the high frequency current generated by the ultrasonic oscillator is applied to the cleaning liquid supplied into the nozzle as ultrasonic vibration by the ultrasonic vibrator. Some of them are cleaned by spraying a cleaning liquid onto an object to be cleaned.
ここで、図5は一般的な超音波発振器と超音波振動子との接続を示すブロック図である。高周波電流は、超音波発振器53の内部で主発振ユニット、出力ユニット、出力トランスを介して補正コイル51を流れ、さらに出力ケーブル54から超音波振動子52へと流れる。
Here, FIG. 5 is a block diagram showing a connection between a general ultrasonic oscillator and an ultrasonic transducer. The high-frequency current flows through the
このような超音波発振器と超音波振動子で形成される一般的な直列共振回路の回路図を図6に示す。電圧源61より直列に接続された抵抗R62、インダクタL63(補正コイル51に相当)、キャパシタC64(超音波振動子52に相当)を電流I65が流れる。このとき、角周波数ω=1/√LCのときに最大の電流が流れることになる。一般的に超音波振動子52は、容量性を有している。そこで、特定な周波数において最大の電流が流れるようにするために、直列に補正コイル51を挿入して、直列共振回路を形成する必要がある。
A circuit diagram of a general series resonance circuit formed of such an ultrasonic oscillator and an ultrasonic vibrator is shown in FIG. A current I65 flows through a resistor R62, an inductor L63 (corresponding to the correction coil 51), and a capacitor C64 (corresponding to the ultrasonic transducer 52) connected in series from the
しかし、超音波洗浄装置に使用する補正コイルには、超音波発振器で発生した高周波電流が流れることより、EI型等のフェライト・コアを用いており、大型であった。また、補正コイルの小型化を図るために、EI型等のフェライト・コアよりも薄型のトロイダルコアを用いることを考えたが、超音波洗浄装置では、高周波電流を流すため、磁束飽和が起こり、補正コイルとして使用することはできないという問題があった。 However, since the high-frequency current generated by the ultrasonic oscillator flows in the correction coil used in the ultrasonic cleaning apparatus, an EI type ferrite core is used, which is large. In addition, in order to reduce the size of the correction coil, we considered using a toroidal core that is thinner than an EI type ferrite core. However, in an ultrasonic cleaning device, high-frequency current flows, so magnetic flux saturation occurs. There was a problem that it could not be used as a correction coil.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、超音波洗浄装置に用いられる、高周波電流に適応した補正コイルの小型化により、スリム設計が図れる超音波洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning apparatus that can be slimly designed by downsizing a correction coil adapted to a high-frequency current used in the ultrasonic cleaning apparatus. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも、被洗浄物を洗浄するための洗浄液に超音波振動を与える超音波振動子と、該超音波振動子を振動させるための超音波発振器を具備し、前記超音波発振器と超音波振動子で直列共振回路を形成するために挿入する補正コイルを有する超音波洗浄装置において、前記補正コイルは、スリット入りトロイダルコアを有するものであることを特徴とする被洗浄物を超音波洗浄する超音波洗浄装置を提供する(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention includes at least an ultrasonic vibrator that applies ultrasonic vibration to a cleaning liquid for cleaning an object to be cleaned, and an ultrasonic oscillator that vibrates the ultrasonic vibrator. In the ultrasonic cleaning apparatus having a correction coil inserted to form a series resonance circuit with the ultrasonic oscillator and the ultrasonic vibrator, the correction coil has a toroidal core with a slit. An ultrasonic cleaning apparatus for ultrasonically cleaning an object to be cleaned is provided.
このように本発明は、補正コイルにスリット入りトロイダルコアを用いることにより、磁束飽和が起こりにくくなり、高周波電流を流す超音波洗浄装置において、小型の補正コイルを使用することが可能となる。そして、補正コイルの小型化を図ることで、超音波洗浄装置のスリム設計につながる。 Thus, the present invention makes it difficult for magnetic flux saturation to occur by using a slit toroidal core for the correction coil, and it is possible to use a small correction coil in an ultrasonic cleaning apparatus that allows a high-frequency current to flow. Further, downsizing of the correction coil leads to a slim design of the ultrasonic cleaning device.
この場合、前記補正コイルのスリット入りトロイダルコアは、フェライト・コアであることが好ましい(請求項2)。さらに、前記補正コイルのスリット入りトロイダルコアの高さは、30mm以下であり(請求項3)、また、前記補正コイルのスリット入りトロイダルコアのスリット幅は、2mm以下であることが好ましい(請求項4)。 In this case, the slit toroidal core of the correction coil is preferably a ferrite core. Further, the height of the slit toroidal core of the correction coil is preferably 30 mm or less (Claim 3), and the slit width of the slit toroidal core of the correction coil is preferably 2 mm or less (Claim). 4).
このように、補正コイルのスリット入りトロイダルコアにフェライト・コアを用いることで、高さが30mm以下の薄型にすることができ、また、さらにスリット入りトロイダルコアのスリット幅を2mm以下にすることで、より確実に磁束飽和を抑えて超音波洗浄装置で使用する高周波電流を流すことが可能となる。 Thus, by using a ferrite core for the slit toroidal core of the correction coil, the height can be reduced to 30 mm or less, and by further reducing the slit width of the slit toroidal core to 2 mm or less. Thus, it becomes possible to flow the high-frequency current used in the ultrasonic cleaning apparatus with more sure suppression of magnetic flux saturation.
本発明に従う超音波洗浄装置であれば、補正コイルにスリット入りトロイダルコアを用いることにより、磁束飽和が起こりにくくなり、高周波電流を流す超音波洗浄装置において、小型の補正コイルを使用することが可能となる。そして、補正コイルの小型化を図ることで、超音波洗浄装置のスリム設計につながる。 In the ultrasonic cleaning device according to the present invention, the use of a slit toroidal core in the correction coil makes it difficult for magnetic flux saturation to occur, and it is possible to use a small correction coil in an ultrasonic cleaning device that allows high-frequency current to flow. It becomes. Further, downsizing of the correction coil leads to a slim design of the ultrasonic cleaning device.
前述したように、従来では、超音波洗浄装置に使用する補正コイルは、EI型のフェライト・コアを用いるため、高さが50mmと大型であり、また、薄型のトロイダルコアを用いると、磁束飽和が起こり発熱するため、補正コイルとして使用することはできないという問題があった。 As described above, conventionally, the correction coil used in the ultrasonic cleaning apparatus uses an EI type ferrite core, so that the height is as large as 50 mm, and when a thin toroidal core is used, magnetic flux saturation is achieved. Since this occurs and heat is generated, there is a problem that it cannot be used as a correction coil.
このような問題を解決すべく、本発明者等は鋭意研究を重ねた。すなわち、超音波洗浄装置に使用する補正コイルを小型化するために、薄型のトロイダルコアを用いたとしても、超音波発振器で発生した高周波電流を流したときに、磁束飽和が起こらないようにする必要がある。 In order to solve such problems, the present inventors have conducted extensive research. That is, even if a thin toroidal core is used to reduce the size of the correction coil used in the ultrasonic cleaning apparatus, magnetic flux saturation does not occur when a high-frequency current generated by an ultrasonic oscillator is applied. There is a need.
そこで本発明者等は、超音波洗浄装置の補正コイルにスリット入りトロイダルコアを使用することで、高周波電流を流しても磁束飽和が起こりにくくなることを利用して、補正コイルの小型化が出来ることを想到し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventors can reduce the size of the correction coil by using a slit toroidal core in the correction coil of the ultrasonic cleaning device, making it difficult for magnetic flux saturation to occur even when a high-frequency current is passed. With this in mind, the present invention has been completed.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
先ず、図1は、本発明に係るスリット入りトロイダルコアを有する超音波洗浄装置の一実施形態の概略図である。この超音波洗浄装置10は、洗浄槽4に被洗浄物を洗浄するための洗浄液5が満たされている。該洗浄槽4の底面には超音波振動を洗浄液に与えるための超音波振動子2が設置されていて、さらに、該超音波振動子2を振動させるために前記補正コイルを含む超音波発振器3を有している。そして、該超音波発振器3と超音波振動子2で形成される直列共振回路6において、補正コイル1を有する超音波洗浄装置10となっている。
なお、本発明の超音波洗浄装置は、上記のような洗浄槽タイプのみならず、ノズルに超音波振動子を接着し、超音波発振器で発生した高周波電流を、超音波振動子により超音波振動としてノズル内に供給した洗浄液に与えて、被洗浄物へ洗浄液を噴射して洗浄するものであっても適用できる。
First, FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an ultrasonic cleaning apparatus having a slitted toroidal core according to the present invention. In the
The ultrasonic cleaning apparatus of the present invention is not limited to the cleaning tank type as described above, but an ultrasonic vibrator is bonded to the nozzle, and the high-frequency current generated by the ultrasonic oscillator is ultrasonically vibrated by the ultrasonic vibrator. As an example, the present invention can be applied to the cleaning liquid supplied into the nozzle and sprayed onto the object to be cleaned for cleaning.
ここで、超音波発振器3と超音波振動子2の接続については、従来と同様のものを用いることができる。図2にブロック図に示すように、高周波電流は、超音波発振器23の内部で主発振ユニット、出力ユニット、出力トランスを介して補正コイル21を流れ、さらに出力ケーブル24から超音波振動子22へと流れる。
Here, the connection between the
また、前述したように、一般的に超音波振動子は、容量性を有している。そこで、特定な周波数において最大の電流が流れるようにするために、直列に補正コイルを挿入して、直列共振回路を形成する必要がある。図3に回路図に示すように、電圧源31より直列に接続された抵抗R32、インダクタL33(補正コイル21に相当)、キャパシタC34(超音波振動子22に相当)を電流I35が流れることになり、本発明においては、この補正コイル21にスリット入りトロイダルコアを用いた補正コイルを採用した。
Further, as described above, the ultrasonic transducer generally has a capacitive property. Therefore, in order to allow the maximum current to flow at a specific frequency, it is necessary to insert a correction coil in series to form a series resonance circuit. As shown in the circuit diagram of FIG. 3, a current I35 flows through a resistor R32, an inductor L33 (corresponding to the correction coil 21), and a capacitor C34 (corresponding to the ultrasonic transducer 22) connected in series from the
次に、図4は本発明に係る超音波洗浄装置に用いられる補正コイルの一実施形態の概略図である。この補正コイル41は、スリット入りトロイダルコア42を用いている。また、フェライト・コアを用いて、高さHが30mm以下でスリット幅Wを2mm以下としている。なお、所定のインダクタンスを実現するために電線43を巻いてある。
Next, FIG. 4 is a schematic view of an embodiment of a correction coil used in the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention. The
このように、補正コイル41にスリット入りトロイダルコア42を用いることで、補正コイルのコアのスリット部分から磁束が漏れるため、コア内の磁束密度が小さくなる。よって、温度上昇も抑制され、磁束飽和が起こりにくくなる。
そのため、超音波発振器で発生した高周波電流を補正コイルに流したときに、磁束飽和が起こりにくくなり、補正コイル41にスリット入りトロイダルコア42を用いることで、補正コイル41の小型化が図れる。
Thus, by using the slit
Therefore, when high-frequency current generated by the ultrasonic oscillator is passed through the correction coil, magnetic flux saturation is less likely to occur. By using the
よって、本発明に係るスリット入りトロイダルコアを有する超音波洗浄装置10の超音波発振器3において、スリット入りトロイダルコアを有する補正コイル1を用いることで補正コイルの小型化が図れることより発振器の小型化ができ、超音波洗浄装置10のスリム化が図れる。
Therefore, in the
以下、本発明の実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example of this invention demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to these.
(実施例)
図4に示すような、本発明の超音波洗浄装置に用いられる補正コイルについて、磁束飽和が起こるかどうかの実験を行った。高さ15mmのフェライト・コアであって、スリット幅を0.3mmとしたスリット入りトロイダルコアを用意した。また、超音波洗浄装置として、3800pFの容量を持つ振動子を駆動させるために、出力を50Wとする発振器を用いる場合を考慮して、補正コイルの巻数を95T、インダクタンスを5.5mHとして、補正コイルに40kHzの高周波電流1Appを60分流した。
(Example)
With respect to the correction coil used in the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention as shown in FIG. A toroidal core with a slit having a height of 15 mm and a slit width of 0.3 mm was prepared. Further, in consideration of the case where an oscillator with an output of 50 W is used to drive a vibrator having a capacity of 3800 pF as an ultrasonic cleaning device, the number of turns of the correction coil is 95 T, and the inductance is 5.5 mH. A 40 kHz high frequency current 1 App was passed through the coil for 60 minutes.
その結果、室温26℃において、温度上昇は30℃であり、磁束飽和は起こらなかった。 As a result, at a room temperature of 26 ° C., the temperature increase was 30 ° C., and magnetic flux saturation did not occur.
(比較例)
実施例と同じ条件のフェライト・コアであって、スリットの入っていないトロイダルコアを用意した。この時、補正コイルの巻数を40Tとして、インダクタンス5.5mHとして、40kHzの高周波電流0.5Appを15分流した。
(Comparative example)
A toroidal core having no slits was prepared under the same conditions as in the example. At this time, the number of turns of the correction coil was 40 T, the inductance was 5.5 mH, and a 40 kHz high frequency current 0.5 App was supplied for 15 minutes.
その結果、室温26℃において、温度上昇は60℃であり、磁束飽和が起こった。
出力は30Wであった。
As a result, at a room temperature of 26 ° C., the temperature increase was 60 ° C., and magnetic flux saturation occurred.
The output was 30W.
以上、実施例と比較例の結果からもわかるように、補正コイルにスリット入りトロイダルコアを用いることで、超音波発振器で発生した高周波電流を補正コイルに流したときに、磁束飽和が起こらないことより、コイルを小型化することができ、超音波洗浄装置のスリム化が図れることがわかる。 As described above, as can be seen from the results of the example and the comparative example, when a toroidal core with a slit is used for the correction coil, magnetic flux saturation does not occur when a high-frequency current generated by the ultrasonic oscillator is passed through the correction coil. Thus, it can be seen that the coil can be miniaturized and the ultrasonic cleaning apparatus can be slimmed.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的思想に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical idea of the invention.
1,21,41,51…補正コイル、 2,22,52…超音波振動子、
3,23,53…超音波発振器、 4…洗浄槽、 5…洗浄液、
6…直列共振回路、 10…超音波洗浄装置、
24,54…出力ケーブル、 31,61…電圧源、
32,62…抵抗R、 33,63…インダクタL、
34,64…キャパシタC、 35,65…電流I、
42…スリット入りトロイダルコア、 43…電線、
H…高さ、 W…スリット幅。
1, 21, 41, 51 ... correction coil, 2, 22, 52 ... ultrasonic transducer,
3, 23, 53 ... ultrasonic oscillator, 4 ... cleaning tank, 5 ... cleaning solution,
6 ... Series resonance circuit, 10 ... Ultrasonic cleaning device,
24, 54 ...
32, 62 ... resistor R, 33, 63 ... inductor L,
34, 64 ... capacitor C, 35, 65 ... current I,
42 ... Toroidal core with slit, 43 ... Electric wire,
H ... Height, W ... Slit width.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008102122A JP2009248050A (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Ultrasonic cleaning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008102122A JP2009248050A (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Ultrasonic cleaning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009248050A true JP2009248050A (en) | 2009-10-29 |
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JP2008102122A Pending JP2009248050A (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Ultrasonic cleaning device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017004863A (en) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 矢崎総業株式会社 | Wire housing member and wire harness |
-
2008
- 2008-04-10 JP JP2008102122A patent/JP2009248050A/en active Pending
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