淺析超聲波清洗機(jī)基于SPCE061A單片機(jī)的研究理論

針對半導(dǎo)體器件、印制電路板等表面形狀復(fù)雜且易損壞的器件，其表面污物難于清洗的狀況，介紹了一種基于SPCE061A單片機(jī)控制的超聲波清洗機(jī)。

依據(jù)超聲波清洗原理，分析了超聲波清洗機(jī)的工作過程，對超聲波清洗機(jī)的控制電路、驅(qū)動電路、頻率自動跟蹤技術(shù)、阻抗匹配及系統(tǒng)軟件設(shè)計方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該超聲波清洗機(jī)可以實現(xiàn)頻率自動跟蹤、功率調(diào)節(jié)及定時等功能，另外有振蕩、掃描兩種工作方式可供選擇。實驗表明，該超聲波清洗機(jī)工作可靠，清洗效果好。

超聲清洗是利用超聲波在清洗液中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用，產(chǎn)生的沖擊，將浸沒在清洗液中的工件內(nèi)外表面的污物震落剝離下來。目前常用的超聲波清洗機(jī)中，以空化作用和直進(jìn)流作用為主。超聲波清洗機(jī)主要應(yīng)用于電子、光學(xué)和醫(yī)療領(lǐng)域，用來清洗半導(dǎo)體器件、印制電路板、玻璃器具等。

超聲波清洗機(jī)由超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、超聲清洗槽及控制電路組成。超聲波清洗機(jī)主要利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波信號并傳入超聲波換能器，超聲波換能器將超聲波電能轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動并傳入清洗液中，在清洗液中產(chǎn)生空化作用，從而達(dá)到超聲波清洗的目的[4-5]。

超聲波清洗機(jī)控制的關(guān)鍵是頻率跟蹤，也就是使超聲波電源輸出頻率和換能器頻率一致，這樣才能形成共振，使換能器處于最佳工作狀態(tài)，清洗效果最好。目前，常用的頻率跟蹤技術(shù)采用鎖相環(huán)方式，該方法簡單易實現(xiàn)，跟蹤效果好，但功能單一。

本文采用單片機(jī)實現(xiàn)全數(shù)字控制，以便于設(shè)置相關(guān)參數(shù)。該機(jī)的主要功能有頻率自動跟蹤、功率調(diào)節(jié)、振蕩工作方式、掃描工作方式、定時功能。