超声波清洗装置以及清洗方法
【专利摘要】本发明涉及一种超声波清洗装置以及清洗方法，该装置包括：清洗槽，其用于存储清洗液；超声波发生器，其包括至少一个超声波振荡板，超声波振荡板设置在清洗槽内，超声波振荡板用于向存储在所述清洗槽内的清洗液施加超声波振动；气泡发生器，其能够在存储有清洗液的清洗槽中产生气泡，气泡发生器具有至少一个气泡逸出口，气泡逸出口能够向所述超声波振荡板的超声波振动路径上输送气泡，超声波振荡板能够向由所述气泡逸出口逸出的气泡施加超声波振动。使用该超声波清洗装置和清洗方法可大大节约清洗剂的使用量，使硅片清洗时更省水，省电，对环保作用也很大，最直接是大大降低了太阳能电池片加工成本。
【专利说明】
超声波清洗装置以及清洗方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种超声波清洗装置以及清洗方法，特别设计一种能够对硅片、晶片等脆薄类工件进行清洗的超声波清洗装置以及清洗方法。
【背景技术】
[0002]硅片作为脆薄类工件的典型代表，其是太阳能电池片的载体，通常有硅棒切割而成，并且在制成太阳能电池片时进行洁净清洗。常见的硅棒切割方法有钢丝线切割硅片法和金刚线切割硅片法两种。钢丝线切割硅片法是利用碳化硅粉未和PEG切割液充分混合后喷射到高速行走的钢丝线上并作用于硅棒上进行切割。金刚线切割硅片法利用金刚石线加水剂冷却液(还有润滑其他作用)进行切割，由于该切割方法中所用的切割硅片水剂的成本低，环境友善，所以该方法被越来越多的硅棒切割企业所使用。
[0003]但由于娃粉是疏水的，故切割时从娃棒中落下的娃粉易团聚在娃片表面不易分开。其相比于钢丝线切割方法中使用的PEG切割液(聚巳二醇)切割后的硅片，更难以去除硅片表面的硅粉。因此，在利用金刚线切割硅片法切割的硅片后续清洗时，需要靠一定量的碱液加温与之反应去除进行清洗，该依靠碱液进行清洗的工序中不但要消耗大量的碱，而且后续为了去除残留的碱液还需要进一步漂洗，废水费力，也不利于环保。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够实现高效清洗的超声波清洗装置。本发明的另一目的是提供一种具有高效清洗效果的超声波清洗方法
为了实现上述发明的第一目的，本发明采用如下种技术方案:
一种超声波清洗装置，该装置包括:
清洗槽，其用于存储清洗液；
超声波发生器，其包括至少一个超声波振荡板，所述的超声波振荡板设置在所述的清洗槽内，所述的超声波振荡板能够向存储在所述清洗槽内的清洗液施加超声波振动；
气泡发生器，其能够在存储有清洗液的清洗槽中产生气泡，所述的气泡发生器具有至少一个气泡逸出口，所述的气泡逸出口能够向所述超声波振荡板的超声波振动路径上输送气泡。
[0005]上述技术方案中，优选地，所述气泡逸出口所产生的气泡的直径为所述超声波振荡板在所述清洗液中振荡所产生的空化气泡的直径的5倍以上。
[0006]上述技术方案中，优选地，所述的气泡发生器包括至少一根与一高压气源相连通的鼓泡管，所述的鼓泡管上开设有至少一个小孔，所述的小孔构成所述的气泡逸出口。更进一步优选，所述的气泡发生器包括多根鼓泡管，多根所述的鼓泡管平行分布在相应的所述超声波振荡板的上方。
[0007]上述技术方案中，优选地，所述的超声波振荡板设置在所述清洗槽的内底部，所述的气泡逸出口位于所述超声波振荡板的正上方。更进一步优选，所述超声波振荡板的上方还设置有用于承托被清洗件的支撑托架，所述的气泡逸出口位于所述的超声波振荡板与所述的支撑托架之间。
[0008]上述技术方案中，优选地，所述的清洗槽为上部敞口式清洗槽。
[0009]上述技术方案中，优选地，所述的超声波振荡板的振荡频率为28KHz以上。
[0010]为了实现上述第二发明目的，本发明采用如下技术方案:一种超声波清洗方法，该方法包括如下步骤:
准备一个内设超声波振荡板的清洗槽，向清洗槽内注入清洗液，将被清洗件以及超声波振荡板浸没在所述的清洗液中；
在所述的超声波振荡板与被清洗件之间持续输入气泡；
利用所述超声波振荡板向所述的清洗液、气泡施加超声波振动从而实现对被清洗件表面的清洗。
[0011]上述技术方案中，优选地，所述气泡逸出口所产生的气泡的直径为所述超声波振荡板在所述清洗液中振荡所产生的空化气泡的直径的5倍以上。
[0012]本发明与现有技术相比获得如下有益效果:使用该超声波清洗装置和清洗方法可大大节约清洗剂的使用量，使硅片清洗时更省水，省电，对环保作用也很大，最直接是大大降低了太阳能电池片加工成本。
【附图说明】
[0013]附图1为本发明的超声波清洗装置的结构示意图；
附图2为本发明的超声波清洗过程的局部放大示意图；
100、超声波清洗装置；10、清洗槽；11、清洗液；13、被清洗硅片；14、硅片工装花篮；15、支撑托架；16、超声波发生器；17、超声波振荡板；19、鼓泡管；20、小孔；21、气泡；22、空化气泡。
【具体实施方式】
[0014]为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0015]如图1所示的超声波清洗装置100，该装置100是一个用于清洗硅片的清洗装置。该装置100主要由如下部分构成:存储清洗液11的清洗槽10，清洗槽10为上部敞口的结构；在清洗液11中支撑被清洗硅片13 (本例中，硅片13全部装在硅片工装花篮14中)的支撑托架15 ;超声波发生器16，其具备能够向外产生超声波振动的多个超声波振荡板17，多个超声波振荡板17设置在清洗槽10的内底部，支撑托架15位于超声波振荡板17的正上方，超声波振荡板17能够向正上方的清洗液11以及浸没在清洗液11中并且与正上方的待清洗硅片13施加超声波振动，本例中选用的超声波振荡板17的振荡频率在28KHz以上；气泡发生器，其能够在存储有清洗液11的清洗槽10中产生气泡21，气泡21的直径是超声波振荡板17施加超声波振动而在清洗液11中产生空化作用时形成的空化气泡的直径的5倍以上。
[0016]本例中，气泡发生器包括多根与一压缩空气源相连通的鼓泡管19，多根鼓泡管19平行分布在相应的超声波振荡板17的上方，各根鼓泡管19的上壁面沿轴向开设有若干个细微的小孔20，此小孔20也构成了气泡逸出口，即气泡逸出口位于超声波振荡板17的超声波振动路径上(本例超声波振动路径为向上的方向)，打开压缩空气源的气阀，压缩空气会经由小孔20排到清洗液中并在此与清洗液作用产生其气泡21，超声波振荡板17同时能够向由小孔20产生的气泡21施加超声波振动。
[0017]为了顺利产生大量气泡，要保证经由小孔20导入到清洗液11中的压缩空气的速度要大于空气溶于水的速度，高压气源也可以是除压缩空气之外的其他安全气体。
[0018]下面阐述一下利用上述清洗装置对硅片进行清洗的过程:
首先向清洗槽10中注入清洗液11 (可以是水)，在清洗过程中要始终保持清洗槽10中的水位高度，为此，清洗槽10通常会与一个补给溶液槽相邻或是一个内低外高的双层槽结构；
其次，将装载有被清洗硅片13的硅片工装花篮14放置到支撑托架15上，保证所有被清洗硅片13全部浸没在清洗液11中；
再次，开启超声波发生器16和气泡发生器使其工作，超声波振荡板17在工作时产生超声波空化效应，使得在清洗液11产生的空化气泡22在超声波的作用下振动，如图2所示，于此同时，气泡发生器所产生的气泡21 (该气泡21的尺寸为远大于空化气泡22的尺寸)也会源源不断的向上移动至被清洗硅片表面，超声波振荡板17的超声波振动作用同样作用在气泡21上，这样空化气泡22和气泡21都将在超声波的振动下崩溃破裂，在其崩溃劈裂的过程中产生的冲击力能够有效的去除被清洗硅片表面的污物和细小硅粉颗粒，从而实现洁净清洗的目的。
[0019]本例中，超声微小的空化气泡(空化效应)和气泡发生器鼓出的气泡均能清除部分硅粉颗粒，但由于单独的、超声空化作用产生的空化气泡作用力较小，而单独的气泡发生器鼓出的大体积气泡会附着在被清洗件(硅片)表面游走而不起作用，因此本例通过超声空化作用产生的空化气泡把由气泡发生器鼓出的较大体积的气泡打碎时产生的爆破力冲击被清洗件(硅片)表面而实现对硅片的洗净。
[0020]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种超声波清洗装置，其特征在于:该装置包括: 清洗槽，其用于存储清洗液； 超声波发生器，其包括至少一个超声波振荡板，所述的超声波振荡板设置在所述的清洗槽内，所述的超声波振荡板能够向存储在所述清洗槽内的清洗液施加超声波振动； 气泡发生器，其能够在存储有清洗液的清洗槽中产生气泡，所述的气泡发生器具有至少一个气泡逸出口，所述的气泡逸出口能够向所述超声波振荡板的超声波振动路径上输送气泡。2.根据权利要求1所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述气泡逸出口所产生的气泡的直径为所述超声波振荡板在所述清洗液中振荡所产生的空化气泡的直径的5倍以上。3.根据权利要求1所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述的气泡发生器包括至少一根与一高压气源相连通的鼓泡管，所述的鼓泡管上开设有至少一个小孔，所述的小孔构成所述的气泡逸出口。4.根据权利要求3所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述的气泡发生器包括多根鼓泡管，多根所述的鼓泡管平行分布在相应的所述超声波振荡板的上方。5.根据权利要求1所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述的超声波振荡板设置在所述清洗槽的内底部，所述的气泡逸出口位于所述超声波振荡板的正上方。6.根据权利要求5所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述超声波振荡板的上方还设置有用于承托被清洗件的支撑托架，所述的气泡逸出口位于所述的超声波振荡板与所述的支撑托架之间。7.根据权利要求1所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述的清洗槽为上部敞口式清洗槽。8.根据权利要求1所述的超声波清洗装置，其特征在于:所述的超声波振荡板的振荡频率为28KHz以上。9.一种超声波清洗方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 准备一个内设超声波振荡板的清洗槽，向清洗槽内注入清洗液，将被清洗件以及超声波振荡板浸没在所述的清洗液中； 在所述的超声波振荡板与被清洗件之间持续输入气泡； 利用所述超声波振荡板向所述的清洗液、气泡施加超声波振动从而实现对被清洗件表面的清洗。10.根据权利要求9所述的超声波清洗方法，其特征在于:所述气泡逸出口所产生的气泡的直径为所述超声波振荡板在所述清洗液中振荡所产生的空化气泡的直径的5倍以上。
【文档编号】B08B3/12GK105983553SQ201510249519
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年5月18日
【发明人】陈宏 , 薛晓敏
【申请人】张家港市超声电气有限公司