切割液循环利用装置的制作方法

1.本实用新型属于半导体晶圆用切割液循环利用的技术领域，具体地涉及一种切割液循环利用装置。


背景技术：

2.目前芯片的基片材料以蓝宝石晶圆片为主，通常采用多线切割方式将蓝宝石晶棒切割成一定厚度的晶圆片。由于蓝宝石材料硬度非常高，金刚线表面必须要有足够的硬度，才能将蓝宝石晶棒切穿，因此金刚线采取将金刚石微粉电镀到钢线表面，形成足够的切割力来对蓝宝石材料进行切割。
3.蓝宝石材料切割过程中金刚线与蓝宝石晶棒剧烈摩擦出很高的温度，并产生大量蓝宝石粉末，行业内通常的做法是配置一定浓度的切割液原液，在切割过程中使用切割液喷嘴，对切割部位进行冷却，清洗。然而不足是每切割5～10次后，切割混合液就会因含有大量切割中产生的蓝宝石粉末而变得混浊，导致切割混合液的冷却和清洗功能变差，对蓝宝石材料切割品质产生较严重的影响。若将所用的切割混合液排放掉，更换新配制的切割液，此时切割液循环缸内的固体蓝宝石粉末会沉积很多，清理困难、耗时长，并且加上切割液材料成本高、用量大，造成生产人力成本和材料成本都较高。
4.因此，如何实现对蓝宝石材料切割过程中所使用的切割混合液循环再利用，且确保循环利用的生成成本较低，是一个亟待解决的课题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种切割液循环利用装置，实现切割混合液的可循环使用，并且提高切割品质，降低生产成本。
6.该实用新型提供一种切割液循环利用装置，包括：
7.切割液循环系统，包括循环缸和与所述循环缸连通的过滤桶；
8.固液分离系统，与所述循环缸连通，用于所述循环缸内切割混合液的固液分离；
9.其中，所述循环缸经一中隔板分隔成左右设置的粗滤室和储液室，所述中隔板远离所述循环缸缸底的一端开设有缺口，以使所述粗滤室与所述储液室连通；所述固液分离系统的进液口与所述粗滤室的粗滤液出口连通，其出液口与所述储液室的压滤进口连通，以使对粗滤后的切割混合液进行固液分离；所述过滤桶与所述储液室连通，以使对切割混合液进行精滤用于循环再利用。
10.相比现有技术，本实用新型的有益效果为：通过回收的切割混合液进入经一中隔板分隔成左右设置的粗滤室和储液室的循环缸内，粗滤的切割混合液经重力沉淀后，一部分进入固液分离系统进行固液分离的液体进入储液室，另一部分直接进入储液室；储液室内的切割混合液再进入过滤桶进行精滤用于蓝宝石材料的切割位的冷却及清洗，冷却及清洗后的切割混合液又进入粗滤室进行重新利用；本技术结合切割液循环系统的粗滤、精滤加工，以及固液分离系统的分离加工，实现切割混合液的可循环使用，洁净的切割混合液对
蓝宝石材料的切割位的冷却和清洗作用发挥的更好，切割品质大幅度提升，生产成本大幅降低。
11.较佳地，所述粗滤室内设有第一滤网，且所述第一滤网与所述循环缸拆卸安装；所述第一滤网位于原液进口的下方。
12.较佳地，所述过滤桶内设有第二滤网，且所述第二滤网与所述过滤桶拆卸安装；所述第二滤网的网孔数大于所述第一滤网的网孔数。
13.较佳地，所述第一滤网的网孔数为30目，所述第二滤网的网孔数为100目。
14.较佳地，所述循环缸上设有循环泵，所述循环泵伸至所述储液室内，用于将所述储液室内的切割混合液泵送至所述过滤桶，以及将所述过滤桶的切割混合液泵送至切割位。
15.较佳地，所述固液分离系统包括抽液泵和压滤机，所述抽液泵的一端与所述粗滤室的粗滤液出口连通，其另一端与所述压滤机连通，以使所述粗滤室抽取粗滤切割混合液至所述压滤机的滤腔进行压滤处理。
16.较佳地，所述压滤机的滤腔内设有滤孔直径为0.8μm的滤膜，且所述滤膜与所述压滤机的滤腔拆卸安装。
17.较佳地，所述循环缸内设有液位计。
18.较佳地，所述循环缸内设有糖度计，用于监控切割混合液的糖度值来添加切割原液，以使切割混合液的糖度控制在3
°
be
′
～3.5
°
be
′
。
19.较佳地，所述粗滤室的底部开设有清渣口。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的切割液循环利用装置的立体图；
22.图2为本实用新型实施例提供的循环缸剖视图。
23.附图标记说明：
24.10-切割液循环系统；
25.11-循环缸、111-中隔板、1111-缺口、112-粗滤室、1121-第一滤网、1122-清渣口、1123-原液进口、113-储液室、1131-液位计、1132-糖度计、114-循环泵；
26.12-过滤桶；
27.20-固液分离系统；
28.21-抽液泵、
29.22-压滤机。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本
实用新型的限制。
31.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
34.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种切割液循环利用装置。如图1所示，所述切割液循环利用装置包括切割液循环系统10和固液分离系统20。其中，所述切割液循环系统10包括循环缸11和与所述循环缸11连通的过滤桶12；所述固液分离系统20与所述循环缸11连通，用于所述循环缸11内切割混合液的固液分离，将所述循环缸11内的切割混合液中固体蓝宝石粉末进行过滤。并且，所述循环缸11内的切割混合液通过所述过滤桶12进一步过滤，提高所述循环缸11内切割混合液的洁净度。具体实施时，所述过滤桶12的出液口安装有喷嘴装置，经过滤的切割混合液从喷嘴装置的细孔喷射到金刚线切割蓝宝石晶棒的切割部位进行冷却和清洗作用，以实现切割混合液的循环使用。
35.如图2所示，所述循环缸11经一中隔板111分隔成左右设置的粗滤室112和储液室113，所述中隔板111远离所述循环缸11缸底的一端开设有缺口1111，以使所述粗滤室112与所述储液室113连通。具体地，冲刷过金刚线切割蓝宝石晶棒切割部位的切割混合液回流进入所述粗滤室112，切割混合液中的蓝宝石粉末因重力沉淀至所述粗滤室112底部，而较清澈的切割混合液会沿着所述中隔板111的缺口流至所述储液室113；通过左右设置的所述粗滤室112和所述储液室113，使得冲刷过金刚线切割蓝宝石晶棒切割部位的回流切割混合液进行初步的净化。
36.进一步地，所述粗滤室112的底部开设有清渣口1122。其目的在于便于清理所述粗滤室112中切割混合液因重力沉淀的蓝宝石粉末。
37.进一步地，所述粗滤室112内设有第一滤网1121，所述第一滤网1121位于原液进口1123的下方。本实施例中，所述第一滤网1121的网孔数为30目，所述第一滤网1121的设置，其目的在于将回流切割混合液中的蓝宝石大颗粒废料阻挡住，不进入所述粗滤室112，达到粗滤的效果。当然，为了便于清理被所述第一滤网1121阻挡住的蓝宝石大颗粒废料，具体实施时，所述第一滤网1121与所述循环缸11拆卸安装。
38.结合图1和图2所示，所述固液分离系统20的进液口与所述粗滤室112的粗滤液出口连通，其出液口与所述储液室113的压滤进口连通。具体实施时，回流的切割混合液经所
述第一滤网1121粗滤后进入所述粗滤室112，粗滤的切割混合液经重力沉淀后，一部分进入所述固液分离系统20进行固液分离后再进入所述储液室113，另一部分直接进入储液室113，以使对进入所述储液室113内的切割混合液进行进一步的过滤，即相当于对粗滤后的切割混合液进行了一次中滤。
39.进一步地，所述过滤桶12与所述储液室113连通；其中，所述过滤桶12内设有网孔数为100目的第二滤网，其目的在于对中滤的切割混合液进行精滤。当然，为了便于清理被所述第二滤网阻挡住的蓝宝石粉末，具体实施时，所述第二滤网与所述过滤桶12拆卸安装。进一步地，所述循环缸11上设有循环泵114，所述循环泵114伸至所述储液室113内，用于将所述储液室113内的切割混合液泵送至所述过滤桶12，以及将所述过滤桶12的切割混合液泵送至切割位。具体地，所述储液室113内的中滤后切割混合液再进入所述过滤桶12进行精滤，以使精滤的切割混合液用于金刚线切割蓝宝石晶棒切割部位的冷却及清洗，冷却及清洗后的切割混合液又进入所述粗滤室112进行过滤，实现了切割混合液的可循环使用，洁净的切割混合液对蓝宝石材料的切割位的冷却和清洗作用发挥的更好，切割品质大幅度提升，生产成本大幅降低。
40.结合图1和图2所示，所述固液分离系统20包括抽液泵21和压滤机22，所述抽液泵21的一端与所述粗滤室112的粗滤液出口连通，其另一端与所述压滤机22连通，以使所述粗滤室112抽取粗滤切割混合液至所述压滤机22的滤腔进行压滤处理。具体实施时，所述压滤机22的滤腔内设有滤孔直径为0.8μm的滤膜，其目的在于将粗滤后的切割混合液中蓝宝石微粉和杂质，持续不断的进行固液分离过滤，起到过滤蓝宝石微粉和杂质作用，即相当于对粗滤后的切割混合液进行一次中滤过程。当然，为了便于清理被所述滤膜阻挡住的蓝宝石粉末，具体实施时，所述滤膜与所述压滤机22的滤腔拆卸安装。
41.需要说明的是，因为切割混合液在切割过程中有挥发，切割混合液会逐渐减少，因此，监控切割混合液在所述循环缸11中的液位，显得尤为重要。因此，本实施例中，采用在所述循环缸11内设有液位计1131，以使监控所述循环缸11内的切割混合液的液位，当液位不足，可及时添加纯水，有利于切割混合液对金刚线切割蓝宝石晶棒切割部位持续的冷却及清洗。
42.此外，具体实践表明，循环利用的切割混合液的糖度控制，有利于保证对金刚线切割蓝宝石晶棒切割部位持续的冷却及清洗的效果。优选地，切割混合液的糖度控制在3
°
be
′
～3.5
°
be
′
。因此，监控循环利用的切割混合液的糖度，显得尤为重要，因此，本实施例中，采用在所述循环缸11内设有糖度计1132，当糖度不够，按照每0.1
°
be
′
添加0.6l切割原液的比例添加，一般使用10run以上才需要添加1l左右的切割原液，通过监控切割混合液的糖度来监控切割液的混合比，起到保证冷却和清洗作用。
43.综上所述，本技术结合切割液循环系统的粗滤、精滤加工，以及固液分离系统的分离加工，实现切割混合液的可循环使用，大幅降低切割原液约90％的耗用量，节约了大量材料成本；洁净的切割混合液对蓝宝石材料的切割位的冷却和清洗作用发挥的更好，切割品质大幅度提升，提高了产品品质和良率。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。