JPS6018231B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、被洗浄物を洗浄する洗浄装置に関するもの
である。

特に、被洗浄物を洗浄した後のすすぎ（以下、「リンス
」と言う）をする洗浄装置に適する。電子装置等に用い
られるガラス板・半導体基板・セラミック板等は、界面
活性剤・有機溶剤・酸溶液・アルカリ溶液等にて洗浄し
た後、水や蒸溜水、有機溶剤等にて流液リンスまたは超
音波をかけた状態での流液リンスにより、被洗浄物の汚
染を除きかつ洗浄剤を除く必要があった。

とくに、洗浄剤自体の徴量雑存でさえ、電子装置の特性
に著しい影響を与えるため、主洗浄工程は勿論、リンス
洗浄工程においても十分な配慮が必要とされた。例えば
、液晶表示装置に使用されるガラス板の汚れは、液晶分
子の配向性を劣化させ、また寿命を劣化させるため、界
面活性剤等を用いて汚れを除去するが、この界面活性剤
のガラス板への残存は、液晶分子の配向性を著しく劣化
させるため、界面活性剤を用いた後の水によるリンス洗
浄も十分に行なう必要があった。

そのため、大量の水を必要とした。従来のこの種の装置
として第１図に漠式的断面図を示すものがあった。

図において、１は未使用洗浄液たとえば水の取入口、２
は洗浄液の排出口、３は穴をあげた棚、４は超音波発生
器である。次に動作について説明する。

例えばガラス板の洗浄において、界面活性剤溶液中にて
洗浄されたガラス板が、第１図に示したように洗浄装置
にてリンス洗浄される場合について説明する。洗浄取入
口１よりある流量のリンス洗浄液、例えば水が取り入れ
られ、穴をあげた棚３を通り一様に洗浄装置内に流れこ
み、ガラス板に付着した汚れ、界面活性剤を薄めながら
除去していく。

従って、十分なりンスをおこなうためには、かなりの水
量とりンス洗浄時間を必要とした。リンス効果をあげる
ために、超音波をかけたり、被洗浄物に効率よく水があ
たるように穴あきの棚３を配置したりして下から水を流
し、上方よりすててし、た。第２図は、第１図に示す洗
浄装置において被洗浄物をそう入し（被洗浄物のホルダ
ーは図示していない）、洗浄液の流れを模式化した模式
的断面図である。

図において、５は被洗浄物、６は洗浄液の流線である。
従来の洗浄装置は以上のように構成されていたため、第
２図に示すごとく、入力の水量のうちガラス板近傍（図
に示すＡ領域）を通る水は、リンス洗浄液として作用す
るが、その他の領域（図に示すＢ領域）では、ほとんど
リンス作用もなく、あるいは、軽い汚染のみで排出され
ていた。

従って、リンス洗浄液の使用効率（以下、「ご」とあら
わす。どく１）は極めて低く、１０‐２％位〜数１０％
位と考えられる。以上のように、従来の洗浄装置は、リ
ンス洗浄液の使用効率が低く、大量のリンス洗浄液を必
要とし、かつリンス洗浄時間は長時間を要するという欠
点があった。

これは、量産的な製造において大きなコスト高につなが
った。この発明は、上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、洗浄液の使用効率をあげ
て、少量の洗浄液の使用とより短い洗浄時間にて従来と
同機の洗浄効果があがる洗浄装置を提供することを目的
としている。

以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第３図はこの発明による洗浄装置の一実施例の模式的断
面図である。図において、１〜４は第１図に示したもの
と同じものを表わしている。７は排出液と循還液との分
離系、８は禾使用洗浄液と循還液との混合系、９は循還
管、１０‘ま循還用ポンプ（流量通整用機構を含む）、
１１は循遠系の取入口、１２は循還系の排出口である。

ここで、循環系の取入口１１は、洗浄液の排出口２より
下面に配置する。未使用洗浄液と循還液とは混合系８に
て混合された後、洗浄槽に流入する。このように洗浄装
置において、洗浄液のみＥ液の一部を循還させることに
よって、洗浄液の使用効率を増大させ、より少量の洗浄
液の使用とより短い洗浄時間にて従来と同様の洗浄効果
があがる。

次に、この発明の装置の動作原理を説明する。第４図に
この発明による洗浄装置の模式図を示す。図において、
６は洗浄液の流れを示す。７洗浄排出液と循還液との分
離系、８は未使用洗浄液と循還液との混合系、１３は模
式化して示した洗浄槽である。洗浄装置に毎分当り流入
する新しい禾使用洗浄液量をｌｏ（夕／ｍｉｎ）とし、
外部に排出する洗浄液量ｌｏｕｔ（夕／ｍｉｎ）とする
。

定常状態においては、ｌｏ＝ｌｏｕｔとなる。洗浄装置
の排出側から循遠される液量をＩＦ（夕／ｍｉｎ）とす
る。ＩＦは楯還用ポンプなどの能力によって決まる。洗
浄装置の構造と被洗浄物の構造と配置によって決まる洗
浄液の実効使用効率をご（ごく１）とする。通常、ごは
１０‐４から１０‐１位と考えられる。被洗浄物の汚れ
、界面活性剤等の汚染物の洗浄液に溶解する溶解度〔飽
和溶液における溶媒１００のこ対する溶質の量（グラム
数）〕をｍ（夕）とし、実効熔解速度〔流水状態におけ
る未飽和溶媒１００夕に単位時間に溶ける溶質の量（グ
ラム数）のその溶媒に関するその熔質の溶解度に対する
比率〕をｎ（１／ｍｉｎ）とすると、溶解量は、ｍとｎ
に比例する。実効溶解速度ｎは、流速によって異なるの
で、洗浄液を循還させない時を比（１／ｍｉｎ）循還ご
せた時をｎＦ（１／ｍｉｎ）とあらわす。循遠させたと
きは、被洗浄物近傍での流速が、循遠させないときより
遠いから、ｎＦはｎｏより大きい。被洗浄物近傍での洗
浄液の実効汚染濃度をＱ％とし、分離系８では、汚染濃
度は一様に均質化されているとし、汚染濃度を３％とす
ると、簡単には８＝Ｑご（％〉 （１） とあらわすことができる。

ごは洗浄液の実効使用効率で１より４・さし、から８＜
Ｑとなる。したがって、洗浄液を循還させたときの入力
側の汚染濃度は新しい洗浄液と循還した洗浄液が混合系
８にて十分均質化されるとし、ｙ％とすると、簡単には
ｙ＝ご￥は（％） く。

）となりｙは８より常に小さい。

洗浄液を循還させないときの被洗浄物からの汚染物溶解
量を地（夕／ｍｉｎ）とすると、簡単には鳩＝続ｘど１
０刈 皿）とあらわすことができる。

次に洗浄液を循還させたときの被洗浄物からの汚染物溶
解量をＭＦ（夕／ｍｉｎ）とすると、簡単には、１Ｆ ＭＦ＝｛帯６‐続市岡｝ Ｘご（Ｌ＋ＩＦ）ＸｎＦ （Ｗ）とあらわす
ことができる。

式（Ｗ）を変形すると、ＭＦ＝高。

ＸどＬＸｎＦ＋辛だ×ごＩＦＸｎＦ （Ｖ
） となる。

ｍは３より常に大きく、またｎＦはｎｏより大きいから
、式（ｍ）、式（Ｖ）よりＭＦはＭｏより大きい。この
算定による汚染物の全溶解量の時間変化の模式図を第５
図に示す。図において、実線Ａはこの発明による洗浄装
置において洗浄液を循還させたときの全溶解曲線であり
点線Ｂは、従来の洗浄装置を用いたときの全溶解量であ
る。このように、未使用洗浄液の単位時間当りの消費量
が同じであっても、この発明による洗浄装置によれば、
従来のものより短い洗浄時間にて従来と同じ洗浄効果が
得られる。従って、より少ない洗浄液の使用にてすむ。
なお、上記実施例では、排出液と循還液との分離または
未使用洗浄液と循還液との混合を、洗浄槽とは別に設け
た分離系または混合系によって行ったが、第６図に模式
的断面図を示すような洗浄装置によって洗浄槽の中でお
こなってもよい。

第６図に示す洗浄装置においては、循還系の取入口１１
は洗浄液の排出口２の近傍に配置し、かつ排出口２の下
面に配置する。楯還系の排出口１２は、未使用洗浄液の
取入口の近傍に配置し未使用洗浄液と循還液とがよく混
合するようにする。また、第７図にその模式的断面図を
示す洗浄装置のように分離系と混合系を構成してもよい
。第７図に示す洗浄装置においては、洗浄槽から同一管
にて取出した後、管を二つにわけて排出口２と循還系と
を形成する。第７図において、１４は流量バルブである
。１５は流量バルブで循還液量を調整するたもにもので
ある。

また、第７図に示すように禾使用洗浄液の敬入口１を循
還用ポンプ１０の前にもってきて未使用洗浄液と循還液
を混合させてもよい。また、循還ポンプにフィル夕を取
りつければ、異物等に関し更に有効になる。

なお、この発明は、電子装置等に用いられる基板の高度
な洗浄だけでなく、その他の工業用洗浄装置、家庭用洗
浄装置にも適用できることはいうまでもない。

以上詳述したように、この発明による洗浄装置において
は、洗浄液の循還機構を備え、排出液の一部を洗浄装置
に循還させるので、洗浄液の使用効率を増加させること
ができ、少量の洗浄液の使用と短時間の洗浄にて従来と
同様な、かつ十分な洗浄効果が得られ、省資源および製
品のコストの低減、製品の性能の向上をはかることがで
きる。

また、洗浄液の供給量が、限られている時、例えば、上
水の使用において水道管の管径等によって供給量に限度
がある場合、水道管の配管工事をすることなく、実効的
に水量を増加させることができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の洗浄装置の模式的断面図、
第３図はこの発明の一実施例である洗浄装置の模式的断
面図、第４図は実施例装置における洗浄液の流れを示す
模式図、第５図は実施例装置および従来装置における洗
浄時間に対する汚染物全熔解量の関係を示すグラフ、第
６図および第７図はそれぞれこの発明の他の実施例の漠
式的断面図である。 図において、１は未使用洗浄液の取入口、２は洗浄液の
排出口、５は被洗浄物、６は洗浄液の流線、７は排出液
と循還液との分離系、８は未使用洗浄液と循還液との浪
合系、９は循還管、１０は楯還用ポンプ、１１は循還系
の取入口、１２は循還系の排出口である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。第１図 Ｌ，第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 未使用の洗浄液を外部から取り入れる取入口と洗浄
   液を外部へ排出する排出口とを有する洗浄槽、および排
   出する洗浄液の一部を循環させ、外部から取り入れる未
   使用の洗浄液と混合させる循環系を備えた洗浄装置。 ２ 洗浄槽本体と排出口との間に外部へ排出する排出液
   と循環させる排出液とを分離する分離系を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の洗浄装置。 ３ 洗浄槽本体と取入口との間に外部から取り入れる未
   使用の洗浄液と循環されてきた排出液とを混合させる混
   合系を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の洗浄装置。 ４ 循環系の排出液の取入口を洗浄槽本体と外部への排
   出口との間の排出管に設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の洗浄装置。 ５ 未使用の洗浄液の外部からの取入口を循環系の中途
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項および第４項のいずれかに記載の洗浄装置。