[发明专利]化学惰性的兆赫声波换能器系统

说明书

技术领域

本发明涉及兆赫声波(megasonic)清洗系统，它具有连接于压电晶体的化学惰性的谐振器，更具体地说涉及将铟用于把谐振器连接于压电晶体的系统。

背景技术

众所周知，频率为0.4～2.0兆赫(MHz)的声波能够传进液体里并用来清洗损坏敏感基体的微粒物质。因为频率范围主要是接近兆赫的范围内，清洗方法通常称之为兆赫声波清洗。能够用这中方法清洗的物件是半导体装置制造各个阶段的半导体晶片、磁盘驱动器介质、平板显示器和其他敏感基体。

兆赫声波声能通常用射频交流电压激发晶体产生的。由晶体产生的声能通过一个能量传输件传进清洗液中。能量传输件往往是盛清洗液的容器壁。晶体与其相关部件称之为兆赫声波换能器。例如，美国专利第5,355,048号公开了一种兆赫声波换能器，它由用若干连接层连接于石英窗的压电晶体构成。该换能器在大约850千赫(KHz)下运行。类似地，美国专利第4,804,007号公开了一种兆赫声波换能器，其中由石英、蓝宝石、氮化硼、不锈纲或钽构成的能量传输件用环氧树脂粘接于一压电晶体。

压电晶体能够用铟连接于某些物质也是众所周知的。例如，美国专利第3,590,467号公开了一种用铟将压电晶体连接于延迟介质，其中延迟介质由例如玻璃、熔融石英和玻璃陶瓷等物质构成。

现有技术中的兆赫声波换能器的一个问题是由兆赫声波换能器在清洗液中产生的声能在活化压电表面限制在每平方厘米10瓦左右，对换能器不提供附加的冷却。由于这个原因，大多数兆赫声波能源的输出受到限制，要求液体或受力的空气冷却，或设计成固定输出的压电换能器。一般是，固定输出系统的功率限制在每平方厘米7～8瓦。这限制了传给清洗溶液的能量大小。如果更多的能量施加给换能器，则晶体发热到使其将能量传输传入清洗溶液的效率降低。这是由于晶体运行在接近于最高温度，或更多是由于用于将晶体连接于传能装置的物质达到失效温度所引起的。

现有技术使用兆赫声波换能器的清洗系统的另一个问题是一旦换能器连接于清洗系统，没有一种实际可行的方法替换失效的换能器。着意味着用户必须很高的费用替换失效的换能器，例如，买一台全新的清洗容器。

发明内容

简言之，本发明是一种清洗系统，包括一个容器、一个谐振器、一个压电晶体、和一个将谐振器连接于压电晶体的铟层。该容器包括一个具有清洗溶液体积的液体室。该谐振器选自蓝宝石、石英、碳化硅、氮化硅和陶瓷。该谐振器构成该容器的底部并有一个邻近液体室的界面，这种布置意味着当清洗溶液存在于液体室时该界面表面至少与一些清洗溶液接触。

当能源施加于该晶体时该压电晶体能够产生频率为0.4～2.0兆赫的声能。连接层包括铟并位于谐振器和压电晶体之间以便使压电晶体连接于能量传输件。一个由铬、铜和镍构成的第一粘接层设置成与压电晶体表面接触，一个由银构成的第一润湿层位于第一粘接层与连接层之间，以有助于将该连接层连接于第一粘接层。一个由铬、铜和镍构成的第二粘接层设置成与谐振器的表面接触。一个由银构成的第二润湿层位于第二粘接层和连接层之间，用于帮助将该连接层连接于该第二粘接层。

附图简要说明

图1是根据本发明的一种声换能器部件的截面图；

图2是根据本发明的一种声换能器部件的侧视图；

图3是根据本发明的一种弹簧/按钮式电接线板的侧视图；

图4是根据本发明的该声换能器部件的分解视图；

图5是根据本发明的一种声换能器部件的侧视图；

图6是根据本发明的兆赫声波清洗系统的分解视图；和

图7是本发明的电路原理示意图。

优选实施例的说明

图1是一个声换能器部件10的截面图，包括一个声换能器14，一个弹簧/按钮式电接线板18和一个壳体22。该声换能器14包括一个连接于一个压电晶体30的谐振器26。电接线板18包括一个印刷电路板(PCB)34，它具有多个第一弹簧/按钮式接线柱38和多个连接于它的第二弹簧/按钮式接线柱42。壳体22是一个包围电接线板18盒子，使电接线板不受外部环境的影响。电接线板18和声换能器14位于壳体22内的空腔46中。

谐振器26构成壳体22的壁的一部分，它盖住并密封空腔46。谐振器26的一个表面50构成声换能器部件10的一个外侧。在该优选实施例中，声换能器14用于产生在清洗设备中的兆赫声波声能，用于清洗半导体晶片。表面50将与清洗设备中的清洗液体接触。