超聲波清洗裝置以及清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲波清洗裝置以及清洗方法，該裝置包括：清洗槽，其用于存儲清洗液；超聲波發(fā)生器，其包括至少一個超聲波振蕩板，超聲波振蕩板設(shè)置在清洗槽內(nèi)，超聲波振蕩板用于向存儲在所述清洗槽內(nèi)的清洗液施加超聲波振動；氣泡發(fā)生器，其能夠在存儲有清洗液的清洗槽中產(chǎn)生氣泡，氣泡發(fā)生器具有至少一個氣泡逸出口，氣泡逸出口能夠向所述超聲波振蕩板的超聲波振動路徑上輸送氣泡，超聲波振蕩板能夠向由所述氣泡逸出口逸出的氣泡施加超聲波振動。使用該超聲波清洗裝置和清洗方法可大大節(jié)約清洗劑的使用量，使硅片清洗時更省水，省電，對環(huán)保作用也很大，最直接是大大降低了太陽能電池片加工成本。
【專利說明】
超聲波清洗裝置以及清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波清洗裝置以及清洗方法，特別設(shè)計一種能夠?qū)杵⒕却啾☆惞ぜM(jìn)行清洗的超聲波清洗裝置以及清洗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅片作為脆薄類工件的典型代表，其是太陽能電池片的載體，通常有硅棒切割而成，并且在制成太陽能電池片時進(jìn)行潔凈清洗。常見的硅棒切割方法有鋼絲線切割硅片法和金剛線切割硅片法兩種。鋼絲線切割硅片法是利用碳化硅粉未和PEG切割液充分混合后噴射到高速行走的鋼絲線上并作用于硅棒上進(jìn)行切割。金剛線切割硅片法利用金剛石線加水劑冷卻液(還有潤滑其他作用)進(jìn)行切割，由于該切割方法中所用的切割硅片水劑的成本低，環(huán)境友善，所以該方法被越來越多的硅棒切割企業(yè)所使用。
[0003]但由于娃粉是疏水的，故切割時從娃棒中落下的娃粉易團(tuán)聚在娃片表面不易分開。其相比于鋼絲線切割方法中使用的PEG切割液(聚巳二醇)切割后的硅片，更難以去除硅片表面的硅粉。因此，在利用金剛線切割硅片法切割的硅片后續(xù)清洗時，需要靠一定量的堿液加溫與之反應(yīng)去除進(jìn)行清洗，該依靠堿液進(jìn)行清洗的工序中不但要消耗大量的堿，而且后續(xù)為了去除殘留的堿液還需要進(jìn)一步漂洗，廢水費(fèi)力，也不利于環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效清洗的超聲波清洗裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有高效清洗效果的超聲波清洗方法
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的第一目的，本發(fā)明采用如下種技術(shù)方案:
一種超聲波清洗裝置，該裝置包括:
清洗槽，其用于存儲清洗液；
超聲波發(fā)生器，其包括至少一個超聲波振蕩板，所述的超聲波振蕩板設(shè)置在所述的清洗槽內(nèi)，所述的超聲波振蕩板能夠向存儲在所述清洗槽內(nèi)的清洗液施加超聲波振動；
氣泡發(fā)生器，其能夠在存儲有清洗液的清洗槽中產(chǎn)生氣泡，所述的氣泡發(fā)生器具有至少一個氣泡逸出口，所述的氣泡逸出口能夠向所述超聲波振蕩板的超聲波振動路徑上輸送氣泡。
[0005]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氣泡逸出口所產(chǎn)生的氣泡的直徑為所述超聲波振蕩板在所述清洗液中振蕩所產(chǎn)生的空化氣泡的直徑的5倍以上。
[0006]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述的氣泡發(fā)生器包括至少一根與一高壓氣源相連通的鼓泡管，所述的鼓泡管上開設(shè)有至少一個小孔，所述的小孔構(gòu)成所述的氣泡逸出口。更進(jìn)一步優(yōu)選，所述的氣泡發(fā)生器包括多根鼓泡管，多根所述的鼓泡管平行分布在相應(yīng)的所述超聲波振蕩板的上方。
[0007]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述的超聲波振蕩板設(shè)置在所述清洗槽的內(nèi)底部，所述的氣泡逸出口位于所述超聲波振蕩板的正上方。更進(jìn)一步優(yōu)選，所述超聲波振蕩板的上方還設(shè)置有用于承托被清洗件的支撐托架，所述的氣泡逸出口位于所述的超聲波振蕩板與所述的支撐托架之間。
[0008]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述的清洗槽為上部敞口式清洗槽。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述的超聲波振蕩板的振蕩頻率為28KHz以上。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述第二發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種超聲波清洗方法，該方法包括如下步驟:
準(zhǔn)備一個內(nèi)設(shè)超聲波振蕩板的清洗槽，向清洗槽內(nèi)注入清洗液，將被清洗件以及超聲波振蕩板浸沒在所述的清洗液中；
在所述的超聲波振蕩板與被清洗件之間持續(xù)輸入氣泡；
利用所述超聲波振蕩板向所述的清洗液、氣泡施加超聲波振動從而實(shí)現(xiàn)對被清洗件表面的清洗。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氣泡逸出口所產(chǎn)生的氣泡的直徑為所述超聲波振蕩板在所述清洗液中振蕩所產(chǎn)生的空化氣泡的直徑的5倍以上。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比獲得如下有益效果:使用該超聲波清洗裝置和清洗方法可大大節(jié)約清洗劑的使用量，使硅片清洗時更省水，省電，對環(huán)保作用也很大，最直接是大大降低了太陽能電池片加工成本。
【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明的超聲波清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明的超聲波清洗過程的局部放大示意圖；
100、超聲波清洗裝置；10、清洗槽；11、清洗液；13、被清洗硅片；14、硅片工裝花籃；15、支撐托架；16、超聲波發(fā)生器；17、超聲波振蕩板；19、鼓泡管；20、小孔；21、氣泡；22、空化氣泡。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為詳細(xì)說明發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示的超聲波清洗裝置100，該裝置100是一個用于清洗硅片的清洗裝置。該裝置100主要由如下部分構(gòu)成:存儲清洗液11的清洗槽10，清洗槽10為上部敞口的結(jié)構(gòu)；在清洗液11中支撐被清洗硅片13 (本例中，硅片13全部裝在硅片工裝花籃14中)的支撐托架15 ;超聲波發(fā)生器16，其具備能夠向外產(chǎn)生超聲波振動的多個超聲波振蕩板17，多個超聲波振蕩板17設(shè)置在清洗槽10的內(nèi)底部，支撐托架15位于超聲波振蕩板17的正上方，超聲波振蕩板17能夠向正上方的清洗液11以及浸沒在清洗液11中并且與正上方的待清洗硅片13施加超聲波振動，本例中選用的超聲波振蕩板17的振蕩頻率在28KHz以上；氣泡發(fā)生器，其能夠在存儲有清洗液11的清洗槽10中產(chǎn)生氣泡21，氣泡21的直徑是超聲波振蕩板17施加超聲波振動而在清洗液11中產(chǎn)生空化作用時形成的空化氣泡的直徑的5倍以上。
[0016]本例中，氣泡發(fā)生器包括多根與一壓縮空氣源相連通的鼓泡管19，多根鼓泡管19平行分布在相應(yīng)的超聲波振蕩板17的上方，各根鼓泡管19的上壁面沿軸向開設(shè)有若干個細(xì)微的小孔20，此小孔20也構(gòu)成了氣泡逸出口，即氣泡逸出口位于超聲波振蕩板17的超聲波振動路徑上(本例超聲波振動路徑為向上的方向)，打開壓縮空氣源的氣閥，壓縮空氣會經(jīng)由小孔20排到清洗液中并在此與清洗液作用產(chǎn)生其氣泡21，超聲波振蕩板17同時能夠向由小孔20產(chǎn)生的氣泡21施加超聲波振動。
[0017]為了順利產(chǎn)生大量氣泡，要保證經(jīng)由小孔20導(dǎo)入到清洗液11中的壓縮空氣的速度要大于空氣溶于水的速度，高壓氣源也可以是除壓縮空氣之外的其他安全氣體。
[0018]下面闡述一下利用上述清洗裝置對硅片進(jìn)行清洗的過程:
首先向清洗槽10中注入清洗液11 (可以是水)，在清洗過程中要始終保持清洗槽10中的水位高度，為此，清洗槽10通常會與一個補(bǔ)給溶液槽相鄰或是一個內(nèi)低外高的雙層槽結(jié)構(gòu)；
其次，將裝載有被清洗硅片13的硅片工裝花籃14放置到支撐托架15上，保證所有被清洗硅片13全部浸沒在清洗液11中；
再次，開啟超聲波發(fā)生器16和氣泡發(fā)生器使其工作，超聲波振蕩板17在工作時產(chǎn)生超聲波空化效應(yīng)，使得在清洗液11產(chǎn)生的空化氣泡22在超聲波的作用下振動，如圖2所示，于此同時，氣泡發(fā)生器所產(chǎn)生的氣泡21 (該氣泡21的尺寸為遠(yuǎn)大于空化氣泡22的尺寸)也會源源不斷的向上移動至被清洗硅片表面，超聲波振蕩板17的超聲波振動作用同樣作用在氣泡21上，這樣空化氣泡22和氣泡21都將在超聲波的振動下崩潰破裂，在其崩潰劈裂的過程中產(chǎn)生的沖擊力能夠有效的去除被清洗硅片表面的污物和細(xì)小硅粉顆粒，從而實(shí)現(xiàn)潔凈清洗的目的。
[0019]本例中，超聲微小的空化氣泡(空化效應(yīng))和氣泡發(fā)生器鼓出的氣泡均能清除部分硅粉顆粒，但由于單獨(dú)的、超聲空化作用產(chǎn)生的空化氣泡作用力較小，而單獨(dú)的氣泡發(fā)生器鼓出的大體積氣泡會附著在被清洗件(硅片)表面游走而不起作用，因此本例通過超聲空化作用產(chǎn)生的空化氣泡把由氣泡發(fā)生器鼓出的較大體積的氣泡打碎時產(chǎn)生的爆破力沖擊被清洗件(硅片)表面而實(shí)現(xiàn)對硅片的洗凈。
[0020]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超聲波清洗裝置，其特征在于:該裝置包括: 清洗槽，其用于存儲清洗液； 超聲波發(fā)生器，其包括至少一個超聲波振蕩板，所述的超聲波振蕩板設(shè)置在所述的清洗槽內(nèi)，所述的超聲波振蕩板能夠向存儲在所述清洗槽內(nèi)的清洗液施加超聲波振動； 氣泡發(fā)生器，其能夠在存儲有清洗液的清洗槽中產(chǎn)生氣泡，所述的氣泡發(fā)生器具有至少一個氣泡逸出口，所述的氣泡逸出口能夠向所述超聲波振蕩板的超聲波振動路徑上輸送氣泡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述氣泡逸出口所產(chǎn)生的氣泡的直徑為所述超聲波振蕩板在所述清洗液中振蕩所產(chǎn)生的空化氣泡的直徑的5倍以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述的氣泡發(fā)生器包括至少一根與一高壓氣源相連通的鼓泡管，所述的鼓泡管上開設(shè)有至少一個小孔，所述的小孔構(gòu)成所述的氣泡逸出口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述的氣泡發(fā)生器包括多根鼓泡管，多根所述的鼓泡管平行分布在相應(yīng)的所述超聲波振蕩板的上方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述的超聲波振蕩板設(shè)置在所述清洗槽的內(nèi)底部，所述的氣泡逸出口位于所述超聲波振蕩板的正上方。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述超聲波振蕩板的上方還設(shè)置有用于承托被清洗件的支撐托架，所述的氣泡逸出口位于所述的超聲波振蕩板與所述的支撐托架之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述的清洗槽為上部敞口式清洗槽。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波清洗裝置，其特征在于:所述的超聲波振蕩板的振蕩頻率為28KHz以上。9.一種超聲波清洗方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: 準(zhǔn)備一個內(nèi)設(shè)超聲波振蕩板的清洗槽，向清洗槽內(nèi)注入清洗液，將被清洗件以及超聲波振蕩板浸沒在所述的清洗液中； 在所述的超聲波振蕩板與被清洗件之間持續(xù)輸入氣泡； 利用所述超聲波振蕩板向所述的清洗液、氣泡施加超聲波振動從而實(shí)現(xiàn)對被清洗件表面的清洗。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波清洗方法，其特征在于:所述氣泡逸出口所產(chǎn)生的氣泡的直徑為所述超聲波振蕩板在所述清洗液中振蕩所產(chǎn)生的空化氣泡的直徑的5倍以上。
【文檔編號】B08B3/12GK105983553SQ201510249519
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年5月18日
【發(fā)明人】陳宏 , 薛曉敏
【申請人】張家港市超聲電氣有限公司