CN105597420A - Led用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法及装置 - Google Patents

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    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/04—Combinations of filters with settling tanks

Abstract

一种LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法和装置，所述过滤方法是使蓝宝石衬底研磨工艺中产生的冷却水进入沉淀槽，逐次进入沉淀槽的各个隔室，在各个隔室中逐级沉淀，再过滤后抽出；所述装置至少包括一个沉淀槽，各个沉淀槽依次相连并通过隔墙隔开，每个沉淀槽中至少通过一个隔断分割成两个隔室，至少在一个沉淀槽中的最高隔室内设置过滤槽，过滤槽的侧壁上分布有过滤孔，过滤槽内设置有抽水泵。本发明简单易行，易清洗和维护，成本低；通过设置多个排水孔、过滤孔和隔断来对冷却水中的杂质颗粒进行阻断，使其最大限度的在流入过滤槽之前即发生沉淀，可有效去除冷却水中含有的较大颗粒物，过滤的冷却水循环使用不会损伤外延片。

Description

LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法及装置
技术领域
本发明涉及一种用于对LED蓝宝石衬底研磨工艺中产生的冷却水进行过滤的方法和装置，属于污水过滤处理技术领域。
背景技术
目前，GaN基蓝光LED的衬底材料仍为蓝宝石衬底，其优点主要表现在：生产技术较为成熟，价格相对较低，目前可实现不同尺寸晶圆的大批量生产，且器件性能优良；热稳定性好，特别适合在高温过程中生长外延层；易于处理和清洗，机械强度高，韧性好，抗震、抗摔性能好，器件封装后使用过程中稳定性高。但是，蓝宝石衬底也同时存在一些使用中的问题，如与GaN材料具有较大的晶格适失配和热失配，导致外延层在生长过程中产生大量缺陷，同时也给后续的器件加工工艺造成一定困难。目前，通过对蓝宝石衬底表面图形化以及在蓝宝石衬底表面生长GaN缓冲层已极大改善了晶格失配问题，器件质量也进一步提高。
即便如此，由于蓝宝石材料本身导热性能不佳，100℃时只有约25W/(m·K)，作为LED器件在使用过程中无法将产生的热量迅速散失掉，特别是面积较大的大功率LED器件散热问题尤为突出，直接影响LED器件的使用寿命。目前，解决散热性较差的通用做法是将蓝宝石外延片经各生产制程后，对其进行减薄处理，以增大热量输出，提高散热效果，从而提高其使用寿命。由于蓝宝石衬底自身硬度高，在减薄研磨工艺过程中会产生大量的热而影响外延片，因此在研磨过程中需使用冷却水对其进行降温，实际生产过程中，考虑到节能减排，冷却水往往需要循环重复使用，达到更换标准后排放并重新更换清洁的冷却水。在循环使用过程中，冷却水中夹带的蓝宝石研磨废料浓度会越来越高，其中可能还含有沙粒，如不对冷却水进行过滤处理，该种颗粒物会随冷却水返回研磨过程，从而对晶片造成划伤或划裂，影响产品良率，通过设置多道过滤网过滤的效果有限，因研磨废料容易在过滤网上聚集而堵塞过滤孔，过滤孔太大则起不到过滤效果。
目前，冷却水的过滤方法多采用筒体或罐体等形式且内部配备滤芯或滤网来对冷却水进行过滤，此类方法不但对设备材质和承压能力有一定要求，且需定期拆解来清洗过滤设备内部和滤网，甚至需定期更换滤网、滤芯，操作较为繁琐，且滤芯、滤网经常更换的投入较大，不利于降低成本。
中国专利文献CN103721470A公开的《一种冷却水过滤器》，由过滤器体、滤网和密封件等部分组成，且各部分又包含许多个结构部件，构造复杂，具有一定的材质要求，并且需定期打开设备内部排出内部积存的杂质，过滤网清洗也较为复杂，维护保养不易，成本投入也相对较高。
发明内容
本发明针对现有LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水的过滤技术存在的不足，提供一种运行简单、成本低廉、易维护和清洁的LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法，同时提供一种实现该方法的装置。
本发明的LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法,是：
使蓝宝石衬底研磨工艺中产生的冷却水进入沉淀槽，逐次进入沉淀槽的各个隔室，在各个隔室中逐级沉淀，在最后一个隔室内设置过滤槽，通过置于过滤槽内的水泵将过滤后的冷却水抽出，循环用于蓝宝石衬底减薄生产。
实现上述LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法的装置，采用以下技术方案：
该装置，至少包括一个沉淀槽，各个沉淀槽依次相连并通过隔墙隔开，每个沉淀槽中至少通过一个隔断分割成两个隔室，每个沉淀槽中隔断的高度都是由一侧向另一侧依次降低，使隔室的高度依次降低，相邻沉淀槽之间在最低隔室的隔墙上设置有排水孔，至少在一个沉淀槽中的最高隔室内设置过滤槽，其它沉淀槽中最高隔室的外侧设置有进水管，过滤槽的侧壁上分布有过滤孔，过滤槽内设置有抽水泵，抽水泵上连接有出水管。
所述沉淀槽中隔断的数量为1-5道。
所述排水孔的孔径为1.0-4.0cm，数量为1-10个。
所述过滤孔的孔径为0.5-3.0cm，数量为5-80个。
本发明简单易行，易清洗和维护，成本低；通过设置多个排水孔、过滤孔和隔断来对冷却水中的杂质颗粒进行阻断，使其最大限度的在流入过滤槽之前即发生沉淀，从而达到去除较大颗粒物防止循环使用时对晶片造成损伤的目的，可有效去除冷却水中含有的较大颗粒物，过滤的冷却水循环使用过程中不会对外延片造成损伤，在一定程度上提高产品良率和后续生产效率。
附图说明
图1是本发明LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水的过滤装置的结构示意图。
其中，1、第一沉淀槽，2、第二沉淀槽，3、第三沉淀槽，4、第四沉淀槽，5、隔墙，6、隔断，7、进水管，8、排水孔，9、过滤槽，10、抽水泵，11、出水管，12、过滤孔。
具体实施方式
本发明中LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤装置，如图1所示，至少包括一个沉淀槽，各个沉淀槽依次相连并通过隔墙5隔开，每个沉淀槽中至少设置一个隔断6，道将沉淀槽分割成几个隔室。沉淀槽隔断6可以为1-5个。图1中包括依次相连的第一沉淀槽1、第二沉淀槽2、第三沉淀槽3和第四沉淀槽4共四个沉淀槽，相邻沉淀槽之间通过设置隔墙5隔开。第一沉淀槽1中设置一个隔断6，分为两个隔室；第二沉淀槽2和第三沉淀槽3中设置两个隔断，分为三个隔室；第四沉淀槽4中设置三个隔断，分为三个隔室。每个沉淀槽中隔断的高度都是由同一侧向另一侧依次降低，使隔室的高度依次降低，相邻沉淀槽之间在最低隔室的隔墙5上设置有排水孔8，排水孔8的孔径为1.0-4.0cm，数量为1-10个。
至少在一个沉淀槽(图1中为第二沉淀槽2)的最高隔室内设置有过滤槽9，其它沉淀槽中最高隔室的外侧设置有进水管7。过滤槽9的侧壁上分布有过滤孔12，过滤孔12的孔径为0.5-3.0cm，数量可设置为5-80个。过滤槽9内设置有抽水泵10，抽水泵10上连接有出水管11。
图1所示装置进行LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤的过程，通过以下实施例进行说明。
实施例1
本实施例采用第一沉淀槽1和第二沉淀槽2，两个沉淀槽的长宽高设置为5米×3米×1米。第一沉淀槽1中设置一个高度为0.62米的隔断，第二沉淀槽1中设置两个隔断，高度分别为0.5米和0.3米。第一沉淀槽1和第二沉淀槽2之间的隔墙上设置5个排水孔，排水孔孔径为2.3cm，高度为0.21米。第二沉淀槽2中的过滤槽9长宽高为0.8米×0.8米×0.9米，过滤槽9上设置50个过滤孔12，过滤孔12高度为0.62米，孔径为2.1cm。
将一台蓝宝石衬底研磨机的冷却水排水端与第一沉淀槽1一侧的进水管7连接，沉淀槽内冷却水水位高度为0.8米。通过过滤槽9内的抽水泵10将过滤后的冷却水由出水管11排出，循环用于蓝宝石衬底减薄生产。冷却水不使用时，沉淀槽、过滤槽内水位高度一致，使用过程中各槽内冷却水处于动态流动以平衡水位差。研磨15000片更换清洁的冷却水。
过滤效果如下(过滤槽9内冷却水)：
外观 ＞5μm颗粒物 研磨划伤 研磨裂片 研磨掉边
较透明，轻微浑浊 无 无 无 无
实施例2
本实施例采用第一沉淀槽1、第二沉淀槽2和第三沉淀槽3，第一沉淀槽1和第三沉淀槽3的长宽高设置为3米×1米×1.5米，在第一沉淀槽1和第三沉淀槽3内各设置2道隔断，第一沉淀槽1内的两个隔断高度分别为0.70米和0.37米，第三沉淀槽3内的2道隔断高度为0.71米和0.38米，两道隔墙5上各设置一个排水孔8，排水孔8的孔径为4cm，高度为0.40米。第二沉淀槽2的长宽高为3米×1.8米×1.5米，同样设置2道隔断，高度分别为0.68米和0.36米。过滤槽9的长宽高为0.8米×0.7米×1.32米，过滤槽上设置5个过滤孔，过滤孔高度为1.17米，孔径为3cm。
将两台蓝宝石衬底研磨机的冷却水排水端分别与第一沉淀槽1和第三沉淀槽3一侧的进水管7连接，沉淀槽内冷却水水位高度为1.2米。通过过滤槽9内的抽水泵10将过滤后的冷却水由出水管11排出，循环用于蓝宝石衬底减薄生产。冷却水不使用时，沉淀槽、过滤槽内水位高度一致，使用过程中各槽内冷却水处于动态流动以平衡水位差。研磨23000片更换新冷却水(自来水)。
过滤效果如下(过滤槽内冷却水)：
外观 ＞5μm颗粒物 研磨划伤 研磨裂片 研磨掉边
较透明，轻微浑浊 无 无 无 无
实施例3
本实施例采用四个沉淀槽。第一沉淀槽1、第三沉淀槽3和第四沉淀槽4的长宽高设置为6米×1.5米×1.4米，三个沉淀槽中均设置3道隔断，第一沉淀槽1中隔断的高度分别为0.65米、0.49米和0.31米，第三沉淀槽3中隔断的高度分别为0.72米、0.47米和0.32米，第四沉淀槽4中隔断的高度分别为0.70米、0.50米和0.30米。在隔墙上均设置10个排水孔8，排水孔8的孔径为1.0cm，高度为0.45米。第二沉淀槽2的长宽高设置为6米×2.0米×1.4米，设置2道隔断，高度分别为0.68米和0.38米。过滤槽9的长宽高为1.4米×1.3米×1.2米，过滤槽9上设置80个过滤孔，过滤孔高度为0.83米，孔径为0.5cm。
将三台蓝宝石衬底研磨机的冷却水排水端分别与第一沉淀槽1、第三沉淀槽3和第四沉淀槽1一侧的进水管7连接，沉淀槽内冷却水水位高度为1.0米。通过过滤槽9内的抽水泵10将过滤后的冷却水由出水管11排出，循环用于蓝宝石衬底减薄生产。冷却水不使用时，沉淀槽、过滤槽内水位高度一致，使用过程中各槽内冷却水处于动态流动以平衡水位差。研磨35000片更换新冷却水(自来水)。
过滤效果如下(过滤槽内冷却水)：
外观 ＞5μm颗粒物 研磨划伤 研磨裂片 研磨掉边
较透明，轻微浑浊 无 无 无 无
。

Claims (5)

1.一种LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤方法，其特征是：
使蓝宝石衬底研磨工艺中产生的冷却水进入沉淀槽，逐次进入沉淀槽的各个隔室，在各个隔室中逐级沉淀，在最后一个隔室内设置过滤槽，通过置于过滤槽内的水泵将过滤后的冷却水抽出，循环用于蓝宝石衬底减薄生产。
2.一种LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤装置，至少包括一个沉淀槽，其特征是，各个沉淀槽依次相连并通过隔墙隔开，每个沉淀槽中至少通过一个隔断分割成两个隔室，每个沉淀槽中隔断的高度都是由一侧向另一侧依次降低，使隔室的高度依次降低，相邻沉淀槽之间在最低隔室的隔墙上设置有排水孔，至少在一个沉淀槽中的最高隔室内设置过滤槽，其它沉淀槽中最高隔室的外侧设置有进水管，过滤槽的侧壁上分布有过滤孔，过滤槽内设置有抽水泵，抽水泵上连接有出水管。
3.根据权利要求1所述的LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤装置，其特征是，所述沉淀槽中隔断的数量为1-5道。
4.根据权利要求1所述的LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤装置，其特征是，所述排水孔的孔径为1.0-4.0cm，数量为1-10个。
5.根据权利要求1所述的LED用蓝宝石衬底研磨工艺中冷却水过滤装置，其特征是，所述过滤孔的孔径为0.5-3.0cm，数量为5-80个。
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