CN102501325A - 一种制备切片砂浆的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种制备切片砂浆的系统及其方法，包括：快速搅拌缸，其上有加液口、加砂口、抽气口和出浆口，并设置有刮边搅拌装置与高速变频搅拌装置；储存碳化硅砂并与加砂口相连的第一存储罐；储存聚乙二醇并与加液口相连的第二存储罐；与抽气口相连的真空泵；通过隔膜泵与出浆口相连的缓冲罐和各部件连接管道上的阀门。本发明提供的一种制备切片砂浆的方法，利用真空使物料在封闭管路中流动，相对于人工装填，缩短了砂液准备时间；采用双层分散盘、同心双轴双搅拌和高速变频搅拌，缩短了砂浆搅拌所需的时间；两者综合，大大缩短了制备砂浆所需的时间。其次，本系统在制备砂浆过程中不产生扬尘，避免了碳化硅扬尘导致的操作人员健康问题。

Description

一种制备切片砂浆的系统及其方法

技术领域

本发明涉及硅片切割技术领域，更具体地说，涉及一种制备切片砂浆的系统及其方法。

背景技术

单晶硅是半导体器件的核心材料，在生产半导体用硅片的流程中，需要将圆柱状的硅单晶棒加工为硅片。现有的切片工艺主要有内圆切割和线切割两种，其中，线切割技术有效率更高，硅棒切口损耗更小和切割硅片的表面损伤层浅的优点，加之硅晶片大片径化的发展，线切割技术更具优势，因而线切割技术被认为是硅片切割领域中的主流技术。线切割技术的原理是机器导轮在高速转动中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割过程。可以看出，在线切割工艺中，砂浆的质量影响切割后硅片的质量，而砂浆的制备影响切割过程的效率。

工厂制备砂浆的过程包括准备砂液和进行搅拌两个工序，首先向搅拌缸中注入适量聚乙二醇，再由工人手工将一小袋一小袋碳化硅砂加入搅拌缸中，此工序为准备砂液；然后利用搅拌机在固定转速(约35r/min)下搅拌，约12小时后测量砂浆的密度和粘度，如果不合格，则继续搅拌2小时再测试，直到合格为止，此工序为砂浆的搅拌。在现有技术中，准备砂液的工作完全依靠人力完成，导致准备砂液的效率很低，耗时长。同时，由于碳化硅砂为微米级颗粒，在空气中容易吸水成团，不容易分散，并且聚乙二醇的粘度较大，现有技术中采用简单的固定转速的浆式搅拌，导致制备砂浆所需的搅拌时间很长。现有技术中砂液准备时间和搅拌时间都比较长，制备一缸合格的砂浆一般需要12小时以上。

其次，微米级的碳化硅砂极易在空气中扬尘，会随空气被操作人员吸入，危害操作人员的身体健康，一般在此岗位上的员工最多做两年就需要换岗。

如何提供一种制备切片砂浆的系统，能够以较短时间制备符合使用要求的砂浆，并降低其操作过程中的扬尘现象，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种制备切片砂浆的系统及其方法，以实现快速制备符合使用要求的砂浆的目的。

一种制备切片砂浆的系统，包括：

快速搅拌缸，快速搅拌缸设有加液口、加砂口、抽气口和出浆口，快速搅拌缸内设置有刮边搅拌装置与高速变频搅拌装置；

储存有碳化硅砂的第一存储罐，第一存储罐的底部通过安装有第一阀门的管道与加砂口相连；

储存有聚乙二醇的第二存储罐，第二存储罐通过安装有第二阀门的管道与加液口相连；

真空泵，真空泵通过安装有第三阀门的管道与抽气口相连；和

出浆泵，出浆泵与出浆口通过管道相连。

优选的，快速搅拌缸上设置有测压装置。

优选的，测压装置为压力表。

优选的，高速变频搅拌装置包括高速变频电机、搅拌轴和分散盘，高速变频电机通过搅拌轴驱动设置在搅拌缸中的分散盘。

优选的，分散盘为双层式分散盘，双层分散盘包括上盘与下盘，上盘叶片一部分朝上弯折，一部分向下弯折；下盘叶片朝向水平。

优选的，出浆泵为隔膜泵。

优选的，出浆泵通过安装有第四阀门的管道与缓冲罐相连。

优选的，各管路采用快速接头相连。

一种制备切片砂浆的方法，包括以下步骤：

1)打开第三阀门，开启真空泵将快速搅拌缸抽真空，使快速搅拌缸中的压力保持在-0.06±0.02MPa，之后关闭第三阀门、关闭真空泵；

2)打开第一阀门，将一定量的聚乙二醇由第二存储罐吸入快速搅拌缸中后关闭第一阀门；

3)打开第二阀门，将适量碳化硅砂由第一存储罐吸入到快速搅拌缸中后关闭第二阀门；

4)启动快速搅拌缸的高速变频搅拌装置和刮边搅拌装置；

5)搅拌1-1.5小时后取砂浆样品测试，如果合格，打开第四阀门，启动隔膜泵将砂浆送入缓冲罐中供用户使用；如果不合格，则继续搅拌0.5小时后再次取样，直至砂浆合格，送入缓冲罐中；

6)隔膜泵向管路中吹入压缩空气，保持管路畅通。

从上述的技术方案可以看出，本发明所提供的一种制备切片砂浆的系统，包括快速搅拌缸、第一存储罐、第二存储罐、真空泵、隔膜泵、缓冲罐和设置在连接各部件管路上的阀门，碳化硅砂和聚乙二醇分别储存与第一存储罐与第二存储罐中，快速搅拌缸设有与第一存储罐相连的加液口、与第二存储罐相连的加砂口、与真空泵相连的抽气口和通过隔膜泵与缓冲罐相连的出浆口，快速搅拌缸中还设置有刮边搅拌装置与高速变频搅拌装置。

在使用时，先利用真空泵将快速搅拌缸抽真空，使快速搅拌缸中的压力保持在-0.06±0.02MPa；之后关闭连接真空泵的第三阀门和真空泵，开启第一阀门和第二阀门，分别吸入碳化硅砂与聚乙二醇；然后启动快速搅拌缸中的高速变频搅拌装置和刮边搅拌装置；搅拌1-1.5小时后取砂浆样品测试，如果合格，启动隔膜泵将砂浆送入缓冲罐中供用户使用；最后用隔膜泵向管路中吹入压缩空气，保持管路畅通。

与现有技术中依靠操作人员人工将聚乙二醇和碳化硅砂加入到搅拌缸中，并采用简单的固定转速的搅拌方式相比，本发明提供的一种制备切片砂浆的系统，物料在封闭管路中依靠压力流动，相对于现有技术中依靠人工进行装填，缩短了砂液准备时间；在搅拌过程中采用双层分散盘、同心双轴双搅拌和高速变频搅拌，缩短了砂浆搅拌所需的时间。两者综合，大大缩短了制备砂浆所需的时间。其次，在制备过程中，利用真空泵在搅拌缸中制造真空条件，利用压力差使原料在封闭管路中流动，不会产生扬尘，避免了碳化硅扬尘导致的操作人员健康问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种制备切片砂浆的系统示意图；

图1中：

第一存储罐1、第一阀门11、第二存储罐2、第二阀门22、真空泵3、第三阀门31、搅拌缸4、压力表41、高速变频搅拌装置42、刮边搅拌装置43、隔膜泵5、第四阀门51、缓冲罐6；

图2为本发明另一实施例中所使用的双层分散盘的结构示意图；

图2中：

上盘201、下盘202、连接螺栓203。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种制备切片砂浆的系统，以实现快速制备符合使用要求的砂浆的目的。

图1示出了一种制备切片砂浆的系统，包括快速搅拌缸、第一存储罐、第二存储罐、真空泵、隔膜泵、缓冲罐和设置在各部件连接管路上的阀门。

快速搅拌缸能够承受一定的真空度，并设有加液口、加砂口、抽气口、出浆口、刮边搅拌装置和高速变频搅拌装置，其中，刮边搅拌装置包括刮边搅拌电机和由刮边搅拌电机驱动的刮边桨叶；高速变频搅拌装置包括高速变频电机、搅拌轴和分散盘，高速变频电机通过搅拌轴驱动设置在搅拌缸中的分散盘。

第一存储罐储存有碳化硅砂，第一存储罐底部通过安装有第一阀门的管道与加砂口相连。

第二存储罐储存有聚乙二醇，第二存储罐通过安装有第二阀门的管道与加液口相连。

真空泵，真空泵通过安装有第三阀门的管道与抽气口相连。

隔膜泵，隔膜泵与出浆口通过管道相连。

缓冲罐，缓冲罐为内置搅拌装置的储存容器，用于暂时储存砂浆缓冲罐经第四阀门与隔膜泵相连。

本发明还提供的一种制备切片砂浆的方法，包含以下步骤：

1)打开第三阀门，开启真空泵将快速搅拌缸抽真空，使快速搅拌缸中的压力保持在-0.06±0.02MPa，之后关闭第三阀门、关闭真空泵；

2)打开第一阀门，将一定量的聚乙二醇由第二存储罐吸入快速搅拌缸中后关闭第一阀门；

3)打开第二阀门，将适量碳化硅砂由第一存储罐吸入到快速搅拌缸中后关闭第二阀门；

4)启动快速搅拌缸的高速变频搅拌装置和刮边搅拌装置；

5)搅拌1-1.5小时后取砂浆样品测试，如果合格，打开第四阀门，启动隔膜泵将砂浆送入缓冲罐中供用户使用；如果不合格，则继续搅拌0.5小时后再次取样，直至砂浆合格，送入缓冲罐中；

6)隔膜泵向管路中吹入压缩空气，保持管路畅通。

在使用本发明所提供的系统制备砂浆时，先利用真空泵将快速搅拌缸抽真空，使快速搅拌缸中的压力保持在-0.06±0.02MPa；之后关闭连接真空泵的第三阀门和真空泵，开启第一阀门和第二阀门，分别吸入碳化硅砂与聚乙二醇；然后启动快速搅拌缸中的高速变频搅拌装置和刮边搅拌装置，搅拌1-1.5小时后取砂浆样品测试，如果合格，启动隔膜泵将砂浆送入缓冲罐中供用户使用；最后隔膜泵向管路中吹入压缩空气，保持管路畅通。

与现有技术中依靠操作人员人工将聚乙二醇和碳化硅砂加入到搅拌缸中，并采用简单的固定转速的搅拌方式相比，本发明提供的一种制备切片砂浆的系统，物料在封闭管路中依靠压力流动，相对于现有技术中依靠人工进行装填，缩短了砂液准备时间；在搅拌过程中采用同心双轴双搅拌和高速变频搅拌，缩短了砂浆搅拌所需的时间。两者综合，大大缩短了制备砂浆所需的时间。其次，在制备过程中，利用真空泵在搅拌缸中制造真空条件，利用压力差使原料在封闭管路中流动，不会产生扬尘，防止了因碳化硅砂扬尘导致的操作人员健康问题。

在上述实施例的基础上，本发明所提供的系统还可以通过使用双层分散盘进一步缩短砂浆搅拌所需的时间。

双层分散盘包括上盘201、下盘202和连接螺栓203，上盘201叶片一部分朝上，一部分朝下，下盘202叶片朝向水平，上盘201与下盘202间通过连接螺栓203固定相连。这种双层结构的分散盘在作用时，作用于物料的剪切力相对于普通分散盘更大，有利于分散固液混合物料。

通过使用双层分散盘，本发明所提供的一种制备切片砂浆的系统能够进一步提高搅拌砂浆的效率，缩短制备合格砂浆所需的时间。

在上述实施例的基础上，本发明所提供的一种制备切片砂浆的系统其快速搅拌缸上还设置有测压装置，以便于操作人员更精确的对系统进行控制。优选的，本实施例采用测压表作为测压装置。

进一步，本发明所提供的一种制备切片砂浆的系统，部件与管路、管路与管路之间通过快速接头相连，其连接更加简便。

一种制备切片砂浆的方法，包括以下步骤：

1)打开第三阀门，开启真空泵将快速搅拌缸抽真空，使快速搅拌缸中的压力保持在-0.06±0.02MPa，之后关闭第三阀门、关闭真空泵；

2)打开第一阀门，将一定量的聚乙二醇由第二存储罐吸入快速搅拌缸中后关闭第一阀门；

3)打开第二阀门，将适量碳化硅砂由第一存储罐吸入到快速搅拌缸中后关闭第二阀门；

4)启动快速搅拌缸的高速变频搅拌装置和刮边搅拌装置；

5)搅拌1-1.5小时后取砂浆样品测试，如果合格，打开第四阀门，启动隔膜泵将砂浆送入缓冲罐中供用户使用；如果不合格，则继续搅拌0.5小时后再次取样，直至砂浆合格，送入缓冲罐中；

6)隔膜泵向管路中吹入压缩空气，保持管路畅通。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，包括：

快速搅拌缸，所述快速搅拌缸设有加液口、加砂口、抽气口和出浆口，所述快速搅拌缸内设置有刮边搅拌装置与高速变频搅拌装置；

储存有碳化硅砂的第一存储罐，所述第一存储罐的底部通过安装有第一阀门的管道与所述加砂口相连；

储存有聚乙二醇的第二存储罐，所述第二存储罐通过安装有第二阀门的管道与所述加液口相连；

真空泵，所述真空泵通过安装有第三阀门的管道与所述抽气口相连；和

出浆泵，所述出浆泵与所述出浆口通过管道相连。

2.根据权利要求1所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，所述快速搅拌缸上设置有测压装置。

3.根据权利要求2所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，所述测压装置为压力表。

4.根据权利要求1所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，所述高速变频搅拌装置包括高速变频电机、搅拌轴和分散盘，所述高速变频电机通过所述搅拌轴驱动设置在所述搅拌缸中的所述分散盘。

5.根据权利要求4所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，所述分散盘为双层式分散盘，所述双层分散盘包括上盘与下盘，所述上盘叶片一部分朝上弯折，一部分向下弯折；所述下盘叶片朝向水平。

6.根据权利要求1所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，所述出浆泵为隔膜泵。

7.根据权利要求1所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，所述出浆泵通过安装有第四阀门的管道与缓冲罐相连。

8.根据权利要求1所述的一种制备切片砂浆的系统，其特征在于，各管路采用快速接头相连。

9.一种制备切片砂浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)打开所述第三阀门，开启所述真空泵将所述快速搅拌缸抽真空，使所述快速搅拌缸中的压力保持在-0.06±0.02MPa，之后关闭所述第三阀门、关闭所述真空泵；

2)打开所述第一阀门，将一定量的聚乙二醇由所述第二存储罐吸入所述快速搅拌缸中后关闭所述第一阀门；

3)打开所述第二阀门，将适量碳化硅砂由所述第一存储罐吸入所述快速搅拌缸中后关闭所述第二阀门；

4)启动所述快速搅拌缸的所述高速变频搅拌装置和所述刮边搅拌装置；

5)搅拌1-1.5小时后取砂浆样品测试，如果合格，打开所述第四阀门，启动所述隔膜泵将砂浆送入所述缓冲罐中供用户使用；如果不合格，则继续搅拌0.5小时后再次取样，直至砂浆合格，送入所述缓冲罐中；

6)启动所述隔膜泵向管路中吹入压缩空气，保持管路畅通。

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