CN103237628A - 线锯的浆料管理装置 - Google Patents

Abstract

具备：第1槽（5A），承接浆料废液（3）；离心分离机（14），将第1槽（5A）的浆料废液（3b）导入，将浆料（2）分离；第2槽（5B），承接来自离心分离机（14）的含固态成分的浆料（2）；浆料供给系统路径（26），将第2槽（5B）的浆料（2）向固定磨粒线锯（1）供给；控制器（41），根据装备在将第2槽（5B）的浆料（2）取出并循环的循环流路（28）上的比重计（29）和粘度计（30）的检测值，检测浆料浓度；浆料排出系统路径（33），将第2槽（5B）的浆料（2）的一部分作为废浆料（31）排出；新浆料供给系统路径（38），将新浆料（2a）向第2槽（5B）供给；进行通过浆料排出系统路径（33）的废浆料（31）的排出和通过新浆料供给系统路径（38）的新浆料（2a）的供给，以使由控制器（41）检测出的浆料浓度保持规定浓度。

Description

线锯的浆料管理装置

技术领域

本发明涉及向固定磨粒线锯供给的浆料的调整较容易并且能够实现稳定的切断的线锯的浆料管理装置。

背景技术

以往，作为用来将切断对象工件（例如硅锭）切断而形成晶片的装置而使用线锯。在该线锯中，有下述自由磨粒线锯：使施加了张紧的较细的金属线列行进，一边对该金属线列喷吹浆料一边将被切断物推抵在金属线列上，由此将被切断物同时切断为多片晶片状，所述浆料使将切削热除去的冷却剂中含有用来进行切削的磨粒（例如，参照专利文献1）。

此外，近年来，有下述固定磨粒线锯：使用在较细的金属线的表面上预先附着了金刚石磨粒等的固定磨粒金属线列，一边对该金属线列喷吹作为冷却剂的浆料一边将被切断物推抵在金属线列上，由此将被切断物同时切断为多片晶片状（例如，参照专利文献2）。

在上述自由磨粒线锯及固定磨粒线锯中，为了将硅锭切断而形成许多晶片，一般在从切断作业的开始到结束之间用1个批次操作进行。此外，关于来自这样的线锯的浆料废液，为了资源的有效利用、废弃物的减量化等，研究了通过进行分离回收再利用而实现的浆料管理。

在上述自由磨粒线锯中，由于将在冷却剂中混合有磨粒的浆料向金属线供给而将硅锭切断，所以从自由磨粒线锯排出的浆料废液为在冷却剂中混合有磨粒（SiC）和切屑（Si）的状态。因此，为了将这样的浆料废液分离回收，将浆料废液分离为冷却剂和固态成分，并且将固态成分遵循磨粒=回收、切屑=废弃的两阶段进行分离。这里，在要进行连续分离的情况下，需要将浆料废液连续地抽出、一边监视其抽出量和各自的回收量一边进行磨粒的回收、切屑的废弃、新冷却剂与新磨粒的调合、再生浆料的返送这样的复杂的操作，有管理较困难的问题。因此，来自自由磨粒线锯的浆料废液的浆料管理一般主流为批次式。

此外，在上述固定磨粒线锯中，由于将仅由冷却剂构成的浆料向固定磨粒金属线供给而将硅锭切断，所以从固定磨粒线锯排出的浆料废液为在冷却剂中混合了被切削的硅粒子等的结构。

专利文献1：特开平11－309674号公报

专利文献2：特开2010－29998号公报。

发明内容

在上述固定磨粒线锯中，已知与上述自由磨粒线锯相比能够大幅提高切断速度，由于切断速度较快，所以如果不精度良好地控制浆料的品质（即，相对于根据浆料中的固态成分的比重得到的浓度考虑到根据固态成分的粘度得到的粒径的表示切断性的浆料浓度），则有切断品质不稳定的问题。即，即使浆料中的固态成分的浓度较高，在固态成分的粒径较小、粘度较高的情况下切断性也下降。在批次式的浆料管理中，由于切断开始时和切断结束时的浆料浓度较大地变化，切断品质变化，所以难以在固定磨粒线锯的浆料废液的管理中采用批次式。此外，为了使用批次式将稳定的品质的浆料向固定磨粒线锯供给，需要预先储存大量的浆料，所以有设备及成本增加的问题。

因此，在固定磨粒线锯的浆料废液的管理中，希望将使用少量的浆料切断的浆料废液连续分离而再利用的管理，但以往关于能够从浆料废液容易而稳定地分离固体粒子、并且能够将调整为适合于切断的浆料浓度的浆料向固定磨粒线锯稳定供给的浆料的管理不存在公开的技术。

本发明的目的在于提供一种鉴于上述以往的问题点而做出的、向固定磨粒线锯供给的浆料的调整较容易并且能够实现稳定的切断的线锯的浆料管理装置。

为了达到上述目的，本发明的线锯的浆料管理装置的特征在于，具备：第1槽，承接来自固定磨粒线锯的浆料废液并储存；离心分离机，将该第1槽的浆料废液导入，将固体粒子分离；第2槽，承接由该离心分离机分离了固体粒子的含固态成分的浆料并储存；浆料供给系统路径，将该第2槽的浆料向上述固定磨粒线锯供给；比重计及粘度计，装备在将上述第2槽的浆料取出并循环的循环流路上；控制器，将上述比重计的比重检测值和上述粘度计的粘度检测值取入，检测浆料浓度，所述浆料浓度相对于根据浆料中的固态成分的比重得到的浓度，考虑到根据固态成分的粘度得到的粒径；浆料排出系统路径，将第2槽的浆料的一部分作为废浆料排出；新浆料供给系统路径，将新浆料向上述第2槽供给；上述控制器进行通过上述浆料排出系统路径的废浆料的排出和通过新浆料供给系统路径的新浆料的供给，以使上述检测出的浆料浓度保持规定浓度。

在上述线锯的浆料管理装置中，优选的是，在上述第1槽中具备旋风分离机；将来自上述固定磨粒线锯的浆料废液向旋风分离机引导，将提高了固体粒子的浓度的浆料废液向上述离心分离机供给。

此外，在上述线锯的浆料管理装置中，优选的是，上述规定浓度是能够进行通过固定磨粒线锯的稳定切断的最大浓度。

此外，在上述线锯的浆料管理装置中，优选的是，将上述第1槽与第2槽一体地构成，使第1槽的浆料废液经由溢流壁向第2槽供给。

根据本发明的线锯的浆料管理装置，将通过将第1槽中接纳的浆料废液向离心分离机导引、将固体粒子分离得到的含固态成分的浆料向第2槽供给，将该第2槽的浆料向固定磨粒线锯供给，将第2槽的浆料的一部分作为废浆料排出并将新浆料向上述第2槽供给，以使得浆料浓度成为规定浓度，所述浆料浓度相对于表示第2槽的浆料的固态成分的浓度的比重，考虑到表示固态成分的粒径的粘度，所以能够起到下述良好的效果：能够通过比较小容积的第1槽和第2槽及离心分离机从浆料废液稳定地生成规定浓度的浆料，并且通过将规定浓度的浆料向固定磨粒线锯供给，能够确保总是稳定的切断。

附图说明

图1是表示本发明的线锯的浆料管理装置的一实施例的框图。

图2是将本发明的浆料的管理与在以往中将浆料废液批次处理时的管理比较表示的线图。

附图标记说明

1 固定磨粒线锯

2 浆料

2a 新浆料

3 浆料废液

3a 浆料废液

3b 浆料废液

5A 第1槽

5B 第2槽

6 溢流壁

7 旋风分离机

14 离心分离机

15 固体粒子

23、24 比重计

26 浆料供给系统路径

28 循环流路

29 比重计

30 粘度计

31 废浆料

33 浆料排出系统路径

38 新浆料供给系统路径

41 控制器

S 规定浓度。

具体实施方式

以下，结合图示例说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的线锯的浆料管理装置的一实施例的框图，图中，1是固定磨粒线锯，在固定磨粒线锯1中，被供给由冷却剂构成的浆料2，进行通过未图示的固定磨粒金属线的锭的切断，从固定磨粒线锯1排出的浆料废液3由液体承接容器4承接。

图中，5是储存槽，该储存槽5形成有被内部具备的溢流壁6分隔的第1槽5A和第2槽5B，在第1槽5A中设有朝向下侧尖细形状的旋风分离机7。

上述液体承接容器4的浆料废液3被具备泵8的废液取入系统路径9向设在上述第1槽5A中的旋风分离机7供给。即，废液取入系统路径9对设在上述尖细形状的旋风分离机7的大径部上的切线方向的导入口10连接以导入浆料废液3，由此，从旋风分离机7的小径端11将提高了浆料浓度的浆料废液3b取出，此外，从大径侧的中心口12将浆料浓度下降的浆料废液3a向第1槽5A内排出。

上述旋风分离机7的小径端11经由取出系统路径13连接在离心分离机14上，将来自上述小径端11的提高了浆料浓度的浆料废液3b通过离心分离机14分为粒径较大的固体粒子15、和降低了固体粒子的含量的含固态成分的浆料2，将固体粒子15向回收容器16回收，将浆料2向浆料箱17回收。

将上述浆料箱17的浆料2通过具备泵18的供给管19向上述第2槽5B供给。在上述取出系统路径13和供给管19上设有比重计23、24，通过用该比重计23、24的比重的计测，能够求出利用离心分离机14的固体粒子的除去率。

将上述第2槽5B的内部的浆料2通过具有泵25的浆料供给系统路径26向上述固定磨粒线锯1供给。此外，设有将上述第2槽5B的内部的浆料2通过泵27取出、再次向上述第2槽5B送回的循环流路28，在该循环流路28上设有比重计29和附带有温度计30a的粘度计30。

在上述循环流路28上，设有用于将循环的浆料2作为废浆料31向废浆料箱32排出的浆料排出系统路径33，在上述循环流路28和浆料排出系统路径33上，设有进行切换以将浆料2向废浆料箱32排出的阀34、35。另外，在上述中，对将浆料排出系统路径33连接设置在循环流路28上的情况进行了说明，但也可以独立地设置浆料排出系统路径33，以将上述第2槽5B的浆料2向废浆料箱32直接排出。

此外，在上述第2槽5B上，连接着将储存在新浆料箱36中的新浆料2a通过泵37供给的新浆料供给系统路径38。在图1中，39是设在第2槽5B中的搅拌机，40是在上述第1槽5A的浆料废液3a越过溢流壁6流入到上述第2槽5B中时将浆料废液3a朝向下方导引以通过搅拌机39搅拌的导引壁。

在图1中，41是控制器，控制器41输入上述比重计29的比重检测值和附带有上述温度计30a的粘度计30的粘度、温度检测值，检测考虑到浆料2中的固态成分的粒径的浆料浓度（与固定磨粒线锯1中的切断性能有关的值）。并且，在控制器41中检测到的浆料浓度达到了规定浓度的情况下，控制器41操作上述阀34、35，将第2槽5B内的规定量的浆料2作为废浆料31向废浆料箱32排出，同时，驱动泵37，将储存在新浆料箱36中的新浆料2a向第2槽5B供给与上述排出的废浆料31相等的量。由此，第2槽5B内的浆料2的浆料浓度恢复为规定浓度以下。

接着，说明上述实施例的动作。

将从固定磨粒线锯1排出到液体承接容器4中的浆料废液3通过泵8的动作经由废液取入系统路径9向设在上述第1槽5A中的旋风分离机7供给。于是，从旋风分离机7的小径端11将提高了浆料浓度的浆料废液3b取出，此外，从大径侧的中心口12将浆料浓度下降后的浆料废液3a向第1槽5A内排出。

通过将来自上述旋风分离机7的小径端11的浆料浓度较高的浆料废液3b经由取出系统路径13向离心分离机14供给，分为固体粒子15、和降低了固体粒子的含量的含固态成分的浆料2，将固体粒子15向回收容器16回收，将浆料2向浆料箱17回收。此时，离心分离机14被供给的浆料的浓度越高则发挥越高的分离性能，所以通过将如上述那样由旋风分离机7提高了浆料浓度的浆料废液3b向离心分离机14供给，离心分离机14有效地将固体粒子15分离。

将由离心分离机14回收到浆料箱17中的浆料2通过泵18的动作经由供给管19向上述第2槽5B供给，此外，将该第2槽5B的浆料2通过泵25的动作经由浆料供给系统路径26向上述固定磨粒线锯1供给而循环使用。

将来自设在循环流路28上的比重计29的比重检测值和来自附带有温度计30a的粘度计30的粘度、温度检测值输入到控制器41中，所述循环流路28装备于上述第2槽5B上，控制器41检测考虑到浆料2中的固态成分的粒径的浆料浓度。

图2是将本发明的浆料的管理和以往的将浆料废液批次处理时的管理比较表示的图，在横轴表示时间，在纵轴表示比重。这里，在本发明的管理中，通过与比重一起检测粘度，检测给固定磨粒线锯1中的切断性能带来影响的浆料浓度。即，在通过上述离心分离机14的分离中，在其特性上使小粒径的固体粒子（固态成分）累积，因此，即使维持浆料中的固态成分的浓度，通过固态成分的微细粒子增加而粘度变高，也有固定磨粒线锯1的切断性能下降的问题，为了消除该问题，求出考虑到上述浆料2中的固态成分的粒度的浆料浓度来控制。

当上述浆料浓度比图2所示的规定浓度S低时，继续将第2槽5B的浆料2原样向上述固定磨粒线锯1供给的作业。此时，图2的X是能够稳定进行通过固定磨粒线锯1的切断的临界值，上述规定浓度S是接近于上述临界值X的、能够进行通过固定磨粒线锯1的稳定切断的最大浓度。

在由上述控制器41检测出的浆料浓度达到了图2的规定浓度S的情况下，控制器41操作上述阀34、35，将第2槽5B内的规定量的浆料2作为废浆料31向废浆料箱32排出，同时，驱动泵37，将新浆料箱36的新浆料2a向第2槽5B供给与上述排出的废浆料31同等的量。由此，第2槽5B内的浆料2被新浆料2a稀释，浆料浓度恢复为规定浓度S以下。

通过上述操作，将第2槽5B内的浆料2总是稳定保持为图2的规定浓度S以下，通过将这样稳定的浆料浓度的浆料2向固定磨粒线锯1供给，通过固定磨粒线锯1实现总是稳定的切断。

另一方面，图2的Y表示以往的浆料废液的批次处理，在线Y那样的批次处理的情况下，如果继续切断作业，则浆料浓度逐渐增加，所以首先将切断结束时的浆料浓度设定为临界值X的跟前值，倒算求出并调整切断开始时的浆料浓度以保持该切断结束时的设定值，所以在以往，需要将切断开始时的浆料浓度调整为很低的值，为此，需要进行通过膜过滤器等分离装置的精密的分离，具有成本增加的问题。

相对于此，在本发明中，如图2所示，将浆料2的浆料浓度调整为接近于临界值X的规定浓度S，所以容易使用离心分离机14将浆料浓度维持为接近于规定浓度S的值。即，由于离心分离机14具有固体粒子的浓度越高则回收量越增加的性能，所以通过将由旋风分离机7浓缩后的浆料废液3b向离心分离机14供给，能够将固体粒子15良好地分离，由此，能够容易地使浆料浓度保持为规定浓度S以下。此外，在即使通过上述离心分离机14的分离、浆料浓度还比规定浓度S大的情况下，通过将第2槽5B内的浆料2的一部分丢弃、供给新的新浆料2a，恢复为规定浓度S，所以能够容易且便宜地实施浆料2的管理，有能够使向固定磨粒线锯1供给的浆料2总是稳定的优点。此外，关于浆料浓度比规定浓度S大而向外部排出的废浆料31，优选的是附带装备膜过滤装置、例如摇摆分离器等，来提高冷却剂的回收率。该情况下的膜过滤装置与以往的批次式的分离装置相比，可以做成非常小规模的结构。

另外，在将来自具备多个的固定磨粒线锯1的浆料废液3导入到第1槽5A中的情况下，通过将第1槽5A的浆料废液3a越过溢流壁6向第2槽5B供给而能够对应，此外，由于第1槽5A的浆料废液3a是通过旋风分离机7分离了浆料浓度较高的浆料废液3b后的物质，所以即使将该浆料浓度较低的浆料废液3a向第2槽5B供给，也不会发生问题。根据这样将第1槽5A和第2槽5B用溢流壁6隔开而一体地构成的储存槽5，使液体的交接简单化，能够适当地在大量的浆料废液3的处理中应用。

此外，通过将排出到上述废浆料箱32中的废浆料31向过滤机等引导并固液分离，能够将滤液作为浆料回收并有效利用。

此外，本发明的线锯的浆料管理装置并不仅限定于上述实施例，当然例如也可以不将第1槽5A和第2槽5B一体地设置而单独地设置，此外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。

产业上的可利用性

本发明的线锯的浆料管理装置通过调整为适合于用固定磨粒线锯将工件切断的浆料浓度，能够在稳定且高效率地进行通过固定磨粒线锯的切断作业时应用。

Claims (5)

1.一种线锯的浆料管理装置，其特征在于，

具备：

第1槽，承接来自固定磨粒线锯的浆料废液并储存；

离心分离机，将该第1槽的浆料废液导入，将固体粒子分离；

第2槽，承接由该离心分离机分离了固体粒子的含固态成分的浆料并储存；

浆料供给系统路径，将该第2槽的浆料向上述固定磨粒线锯供给；

比重计及粘度计，装备在将上述第2槽的浆料取出并循环的循环流路上；

控制器，将上述比重计的比重检测值和上述粘度计的粘度检测值取入，检测浆料浓度，所述浆料浓度相对于根据浆料中的固态成分的比重得到的浓度，考虑到根据固态成分的粘度得到的粒径；

浆料排出系统路径，将第2槽的浆料的一部分作为废浆料排出；

新浆料供给系统路径，将新浆料向上述第2槽供给；

上述控制器进行通过上述浆料排出系统路径的废浆料的排出和通过新浆料供给系统路径的新浆料的供给，以使上述检测出的浆料浓度保持规定浓度。

2.如权利要求1所述的线锯的浆料管理装置，其特征在于，

在上述第1槽中具备旋风分离机；

将来自上述固定磨粒线锯的浆料废液向旋风分离机引导，将提高了固体粒子的浓度的浆料废液向上述离心分离机供给。

3.如权利要求1或2所述的线锯的浆料管理装置，其特征在于，

上述规定浓度是能够进行通过固定磨粒线锯的稳定切断的最大浓度。

4.如权利要求1或2所述的线锯的浆料管理装置，其特征在于，

将上述第1槽与第2槽一体地构成，使第1槽的浆料废液经由溢流壁向第2槽供给。

5.如权利要求3所述的线锯的浆料管理装置，其特征在于，

将上述第1槽与第2槽一体地构成，使第1槽的浆料废液经由溢流壁向第2槽供给。