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      超聲頻率的選擇

      選擇準確工作頻率的重要性:

      隨著科技的進步,精密清洗的工件越來越精細,清潔度要求也越來越高。在精密清洗的應用上(如線路板、二極管、液晶體、半導體等)使用傳統的頻率(20~30KHz),我們會發現不但沒法達到清洗的要求,而且還可能造成工件的損傷。最典型的例子就是關于軍用電子產品,業已明文規定不允許使用傳統的頻率(20~30KHz)的超聲波清洗。

      其實在一些歐美、日本等發達國家,已通過選用高頻(80KHz或以上頻率)使這個問題得到了解決。那么為什么高頻清洗能避免對工件的損傷呢?大家都知道超聲波清洗的基本原理是基于液體的空化效應。事實上空化效應的強度直接跟頻率有關,頻率越高,空化氣泡越小,空化強度越弱,且其減弱的程度非常大。舉例說,如將25KHz時的空化強度比作1, 40KHz時的空化強度則為1/8,到了80KHz時,空化強度就降到0.02。所以如果頻率選擇正確,超聲波損傷工件的問題就不存在了。

      這里必須區分二個概念:功率和頻率。在精密清洗中,當一定頻率的超聲清洗后達不到清潔的效果時,如果工件上要去除的雜質顆粒較大,可能是超聲功率不足,增加超聲功率就可解決該問題;但如果工件上要去除的雜質顆粒非常小,那么無論功率怎么增大,都無法達到清潔的要求。從物理上分析其原因:當液體流過工件表面時,會形成一層粘性膜。低頻時該層粘性膜很厚,小顆粒埋藏在里面,無論超聲的強度多大,空化氣泡都無法與小顆粒接觸,故無法把小顆粒除去;而當超聲頻率升高時,粘性膜的厚度就會減少,空化泡就可以接觸到小顆粒,將它們從工件表面剝落。由此可見,低頻的超聲清除大顆粒雜質的效果很好,但清除小顆粒雜質效果很差。相對而言,高頻超聲對清除小顆粒雜質則特別有效。

      在精密清洗的應用上,高頻超聲波清洗已經成為一種標準,所以超聲頻率的選擇對清洗的效果有決定性的影響。

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