CN211688637U - 划片刀清洗冷却液回用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种划片刀清洗冷却液回用装置，包括废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元和第二储水单元，其中，废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元和第二储水单元依次通过管路连通；废液纯化单元包括具有进水口和出水口的电去离子装置，电去离子装置的出水口包括浓水出口和纯水出口，通过管路从纯水出口连通到第二储水单元，通过管路从浓水出口分别连通到废液收集单元和第一储水单元。本实用新型提供的划片刀清洗冷却液回用装置可对划片工艺产生的清洗冷却液进行回收处理，满足再次应用于划片工艺中的纯水要求，达到了节能、减排以及降低生产成本的目的。

Description

划片刀清洗冷却液回用装置

技术领域

本实用新型涉及一种划片刀清洗冷却液回用装置。

背景技术

在半导体芯片加工的划片工序中，需使用划片刀将大晶片(如12英寸硅晶圆)分割成具有独立单元集成电路的小芯片，在此过程中需要使用大量的纯水来清洗晶圆表面和划片刀上残留的微小颗粒以及清洗剂，或者对划片刀冷却，这就导致在此工序中水资源的浪费。由于产生的清洗冷却液仅是含有硅粉颗粒和少量的清洗剂，因此可对大量产生的划片刀清洗冷却液进行合理的处理即可回收使用。然而，目前的许多废水处理系统仍会由于废液中的微小颗粒导致机械的频繁更换维修问题，从而影响了过滤效果；以及水资源的利用效率较差等问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术的不足，提供一种更易维护且水资源利用率更高的划片刀清洗冷却液回用装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种划片刀清洗冷却液回用装置，包括废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元和第二储水单元，其中，所述废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元和第二储水单元依次通过管路连通；所述废液纯化单元包括具有进水口和出水口的电去离子装置，所述电去离子装置的出水口包括浓水出口和纯水出口，通过管路从所述纯水出口连通到所述第二储水单元，通过管路从所述浓水出口分别连通到所述废液收集单元和第一储水单元。

优选地，所述废液收集单元包括废液池、废液槽和提升泵，所述提升泵设于所述废液池内，在所述废液池中液位达到预设值后所述提升泵将废液抽入所述废液槽中。

优选地，所述废液收集单元包括废液池和废液槽，所述微滤单元包括多个管式微滤装置、循环泵、第一循环阀和第二循环阀，其中多个管式微滤装置之间并联设置，所述废液槽、循环泵、第一循环阀、多个管式微滤装置和第二循环阀依次连通。

优选地，所述微滤单元还包括药洗进口阀和药洗出口阀，其中所述药洗进口阀的一侧与化学清洗剂桶连通，另一侧连通到所述循环泵，所述药洗出口阀的一侧与所述第二循环阀连通，另一侧连通回所述化学清洗剂桶。

优选地，所述微滤单元还包括水反洗阀、气反洗阀和排污阀，所述水反洗阀设于第二储水单元或外接的纯水补充装置和所述多个管式微滤装置之间的管路上，所述气反洗阀设于外接的储气装置和所述多个管式微滤装置之间的管路上，所述排污阀设于所述废液池和所述多个管式微滤装置之间的管路上。

优选地，所述第一储水单元包括储水箱、第一输水阀和第二输水阀，所述微滤单元包括多个管式微滤装置，所述第一输水阀设置在所述多个管式微滤装置和所述储水箱之间的管路上，以将过滤后的废液引入所述储水箱；所述废液收集单元包括废液池，所述第二输水阀设置在所述多个管式微滤装置和所述废液池之间的管路上，以将废液引回所述废液池。

优选地，所述第一储水单元包括储水箱，所述废液纯化单元包括电去离子装置、输送泵、进液阀、产水阀和排放阀，其中，所述储水箱、输送泵、进液阀和电去离子装置依次连通以将废液送至所述电去离子装置内；所述产水阀连通到所述纯水出口以控制纯水排出到所述第二储水单元；所述废液收集单元包括废液池，所述排放阀连通到所述浓水出口以控制浓水排出到所述储水箱或所述废液池。

优选地，所述第二储水单元包括第一纯水储存箱和第二纯水储存箱，所述产水阀包括第一纯水产水阀、第二纯水产水阀和第三纯水产水阀，所述第一纯水产水阀和第二纯水产水阀分别通过管路对应连通到所述第一纯水储存箱和第二纯水储存箱，所述第三纯水产水阀通过管路连通到所述储水箱。

优选地，所述排放阀包括第一浓水排放阀和第二浓水排放阀，其中所述第一浓水排放阀设于所述电去离子装置和所述废液池之间的管路上，所述第二浓水排放阀设于所述电去离子装置和所述储水箱之间的管路上。

优选地，所述废液纯化单元还包括活性炭过滤器，所述活性炭过滤器设于连通所述进液阀和电去离子装置之间的管路上。

优选地，所述废液纯化单元还设置有清洗水进口阀、清洗水进口和清洗水出口以及清洗水循环阀，按照清洗水的流向将清洗水箱连通到所述输送泵，再依次连通所述清洗水进口阀和清洗水进口，再从所述清洗水出口连通回所述清洗水箱，将所述清洗水循环阀设于连通所述清洗水箱和输送泵之间的管路上。

优选地，还包括监控单元，所述监控单元包括多个液位检测器、多个电导检测器和控制柜，其中所述多个液位检测器和多个电导检测器分别与所述控制柜相连接，再将所述控制柜分别连接到废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元、第二储水单元，通过控制柜设有的操控显示面板来控制废液的回收处理

优选地，所述废液收集单元包括废液池和废液槽，所述第一储水单元包括储水箱，所述液位检测器分别设于所述废液池、废液槽、储水箱和第二储水单元中以监测液位；所述废液纯化单元包括电去离子装置，所述电导检测器分别设于所述电去离子装置和所述储水箱中以检测进水电导。

与现有技术相比，本实用新型提供的划片刀清洗冷却液回用装置可对划片工艺产生的废液进行回收处理，满足再次应用于划片工艺中的纯水要求，达到了节能、减排以及降低生产成本的目的；本实用新型具有微滤循环回路和纯化循环回路，二者相互独立，但又通过第一储水单元将二者连通起来，使得划片刀清洗冷却废液在经过微滤后才进行纯化过程，提高了废液过滤效率；本实用新型中废液纯化单元、第一储水单元和第二储水单元也形成了一种循环回路，使得纯化后产生的浓水在进水电导不高的情况下可进入第一储水单元再重新进行纯化，提高了废液的纯化效率，极大程度上降低了对外排放，减小污染；本实用新型中还具有清洗维护阀门和进出口，方便连通清洗剂储存桶，可通过上述装置中的循环回路进行清洗，提高了使用寿命，从而提高了废液回收效率，能够保证划片工艺中纯水的正常使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的划片刀清洗冷却液回用装置的流程示意图。

图2为本实用新型实施例1的划片刀清洗冷却液回用装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的划片刀清洗冷却液回用装置的结构示意图。

图4为本实用新型实施例3的划片刀清洗冷却液回用装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

实施例1

如图1所示，本实用新型提供的划片刀清洗冷却液回用装置，包括废液收集单元10、微滤单元20、第一储水单元30、废液纯化单元40、第二储水单元50以及监控单元；废液收集单元10、微滤单元20、第一储水单元30、废液纯化单元40和第二储水单元50依次通过管路连通。由废液纯化单元产生的纯水储存到第二储水单元50用于供给划片清洗或者主轴冷却，产生的浓水再回到废液收集单元10或者第一储水单元30，再次进行过滤或者纯化。

监控单元包括多个液位检测器、多个电导检测器和控制柜，其中多个液位检测器和多个电导检测器分别与控制柜相连接，再将控制柜分别连接到废液收集单元10、微滤单元20、第一储水单元30、废液纯化单元40、第二储水单元50。控制柜设有操控显示面板，操控显示面板显示液位检测器检测到的液位值和电导检测器检测到的电导值，也可通过操控显示面板来进行参数设定，实现控制柜对整个回用装置的控制。通过电导检测器对废液纯化单元产生的浓水进行检测，得到的进水电导高于预设值则将浓水引回废液收集单元，若低于预设值则将浓水引到第一储存装置，再次进行纯化，这就提高了纯化效率，平衡了整个装置的循环回路中的水量，同时做到了最少程度的排放。

如图2所示，废液收集单元10包括废液池110、废液槽120和提升泵130，提升泵130设于废液池110内。废液池110设置在地下，提升泵为地下水池潜水泵。将划片工艺后产生的废液收集到废液池110中，废液池110中设有液位检测器，当检测到的液位达到预设值后提升泵130则将废液抽入废液槽120中。

微滤单元20包括多个管式微滤装置210、循环泵220、第一循环阀230和第二循环阀240，其中多个管式微滤装置210并联设置；通过管路将废液槽120、循环泵220、第一循环阀230、多个管式微滤装置210和第二循环阀240依次连通。废液槽120中设有液位检测器，当检测到的液位达到预设值后循环泵220则将废液从废液槽120中抽出送到第一循环阀230从而送进多个管式微滤装置210中，由于多个管式微滤装置210是并联设置且与循环阀配合设置，使废液能够在多个管式微滤装置210之间多次进行微滤，以在微滤单元20中形成微滤循环回路，这就提高了划片刀废液在微滤单元20中的过滤效果。

第一储水单元30包括储水箱310、第一输水阀320和第二输水阀330，第一输水阀320设置在连通多个管式微滤装置210和储水箱310的管路上，以将过滤后的废液引入储水箱310；第二输水阀330设置在连通多个管式微滤装置210和废液池110的管路上，以将部分过滤后的废液引回废液池110。

废液纯化单元40包括电去离子装置410、输送泵420、进液阀430、产水阀和排放阀，通过管路将储水箱310、输送泵420、进液阀430和电去离子装置410依次连通，其中，电去离子装置410具有进水口和出水口，出水口包括浓水出口和纯水出口。储水箱310中设有液位检测器，当储水箱310中的液位达到预设值时，电去离子装置410自行启动，输送泵420将储水箱310中过滤后的废液经过进液阀430，通过进水口送至电去离子装置410内。电去离子装置410将废液纯化产生出纯水和富含离子的浓水，产水阀连通到纯水出口以控制产生的纯水输送到第二储水单元50；排放阀连通到浓水出口以控制浓水排出到储水箱310或废液池110中。

废液纯化单元40还包括活性炭过滤器460，活性炭过滤器460设于连通进液阀430和电去离子装置410之间的管路上，以使微滤后的废液先进入活性炭过滤器460进行二次过滤，再进入电去离子装置410进行纯化。废液纯化单元40还设有活性炭进口阀和活性炭出口阀，活性炭进口阀控制微滤后的废液在输送泵420的作用下引入活性炭过滤器460内，活性炭出口阀将二次过滤后的产水引出排送至电去离子装置410内。

第二储水单元50包括第一纯水储存箱510和第二纯水储存箱520，废液纯化单元40的产水阀包括第一纯水产水阀441、第二纯水产水阀442和第三纯水产水阀443。第一纯水产水阀441和第二纯水产水阀442通过管路分别对应地与第一纯水储存箱510和第二纯水储存箱520连通。第三纯水产水阀443通过管路与储水箱310连通，使储水箱310、输送泵420和电去离子装置410之间形成纯化循环回路。第一纯水储存箱510收集的纯水再次利用到划片工艺中的清洗，第二纯水储存箱520收集的纯水则用于半导体芯片加工中主轴的冷却。而通过第三纯水产水阀443回流到储水箱310的纯水用于补充并平衡储水箱310与电去离子装置410之间形成的纯化循环回路。

排放阀包括第一浓水排放阀451和第二浓水排放阀452，其中第一浓水排放阀451设于连通电去离子装置410和废液池110之间的管路上，第二浓水排放阀452设于连通电去离子装置410和储水箱310之间的管路上。电去离子装置410中设有电导检测器，当电去离子装置410中浓水的进水电导高于预设值时，则第一浓水排放阀451打开而第二浓水排放阀452关闭，以使浓水送回废液池110，当电去离子装置410中浓水的进水电导低于预设值时，则第二浓水排放阀452打开而第一浓水排放阀452关闭，以使浓水送至储水箱310，再次进行纯化，提高纯化效率，达到最低程度的向外排放。

液位检测器分别设于废液池110、废液槽120、储水箱310、第一纯水储存箱510和第二纯水储存箱520中以检测液位值；电导检测器分别设于储水箱310和电去离子装置410中以检测进水电导值。通过液位检测器和电导检测器检测到的数值反馈到控制柜后，通过控制柜控制废液、纯水和浓水的流向。操作人员可以通过操控显示面板进行设定，从而实现控制单元对整个回用装置自动操作。

实施例2

本实施例的基本结构与实施例1相同，为了便于微滤单元的维护清洗，如图3所示，在废液收集单元10中，连通废液池110和废液槽120之间的管路上设有进液控制阀，而连通废液池110和废液槽120之间的另一管路上设有第一出液控制阀，以使废液收集单元10内形成废液收集循环回路。此时，在连通废液槽120和循环泵220的管路上则设有第二出液控制阀，以将废液引向微滤单元20。

微滤单元包括多个管式微滤装置210、循环泵220、第一循环阀230和第二循环阀240，以及第一循环调节阀和第二循环调节阀。其中第一循环调节阀设于连通第二循环阀240和废液槽120之间的管路上，控制废液回到废液槽；第二循环调节阀设于连通第二循环阀240和并联的多个管式微滤装置的管路上，用于将过滤后的废液再次引入管式微滤装置进行过滤，并且起到调节流量的作用。

随着整个微滤单元的运行，管式微滤装置210的过滤废液的产水流量会出现缓慢下降的趋势，此时需要做对微滤单元进行化学清洗来恢复有效的产水流量。微滤单元20设有药洗进口阀250和药洗出口阀260，其中药洗进口阀250的一侧与化学清洗剂桶连通，另一侧连通到循环泵220，药洗出口阀260的一侧与第二循环阀240连通，另一侧连通回化学清洗剂桶，以形成药洗微滤循环回路。

首先检查确保整个微滤单元的管路无泄漏，然后在化学清洗剂桶中配制好化学清洗药剂，再通过管路分别将药洗进口阀门250和药洗出口阀门260与化学清洗剂桶连通。仅打开第一循环阀230、第二循环阀240、药洗进口阀门250和药洗出口阀门260，通过循环泵220抽取药剂从药洗进口阀门250依次送到第一循环阀230、多个管式微滤装置210、第二循环阀240、药洗出口阀门260，最后送回化学清洗剂桶，形成循环回路。

微滤单元20还包括水反洗阀270、气反洗阀280和排污阀290，水反洗阀250设于连通外接的纯水补充装置(图中未示出)或第二储水单元50和多个管式微滤装置210之间的管路上，气反洗阀260设于连通储气装置600和多个管式微滤装置210之间的管路上；排污阀290设于连通废液池110和多个管式微滤装置210之间的管路上。在化学清洗结束后，关闭循环泵220，打开排污阀290，将残余在微滤单元20中的化学清洗药剂排出后，关闭第一循环阀230和第二循环阀240，打开水反洗阀270和/或气反洗阀280，用纯水和/或压缩空气冲洗2～3分钟，然后关闭水反洗阀270和/或气反洗阀280，以及排污阀290。此时，整个微滤单元的维护清洗过程结束，关闭药洗进口阀门250和药洗出口阀门260，恢复循环泵220自动运行状态，即可进行微滤循环。

实施例3

本实施例的结构与实施例2相似，为了便于废液纯化单元的维护清洗，如图4所示，连通第二输水阀330和输送泵420之间的管路上设有第一纯化循环阀，用于将过滤后的废液直接引入废液纯化单元；连通储水箱310和输送泵420之间的管路上设有第二纯化循环阀，用以控制储水箱310中废液的流出并引向输送泵420。

废液纯化单元40设置有清洗水进口阀471、清洗水进口和清洗水出口以及清洗水循环阀472；按照清洗水的流向将清洗水箱610连通到输送泵420，再依次连通清洗水进口阀471、清洗水进口，再从清洗水出口连通回清洗水箱610，将清洗水循环阀472设于连通清洗水箱610和输送泵420之间的管路上，以控制清洗水在管路中形成清洗纯化循环回路。

为了清洗维护电去离子装置，首先需要关闭所有产水阀和排放阀以及电去离子装置410的进水口，打开清洗水进口阀471、清洗水进口和清洗水出口以及清洗水循环阀472，通过输送泵420将清洗水箱610中的药剂抽入电去离子装置410，其中药剂为酸或者碱，清洗一段时间后通过废液纯化单元的排放口排出清洗药剂即可。

对于储水箱310的清洗维护，可关闭第一输水阀320和第二输水阀330，打开产水阀和排放阀，以使储水箱310连通到清洗纯化循环回路中，在清洗电去离子装置的同时清洗储水箱310。

第二储存装置50设有第一补水阀和第二补水阀，其分别设于外接的纯水储存装置和第一纯水储存箱510以及外接的纯水储存装置和第二纯水储存箱520之间，以补充并平衡循环回路中纯水的需要。如需纯水对废液纯化单元40进行清洗，可打开水反洗阀270、第一输水阀320和/或第二输水阀330、第二纯化循环阀和/或第一纯化循环阀，或者同时打开第一补水阀和第二补水阀；将外接或者第二储存装置50中的纯水引入储水箱310再进入电去离子装置，或者直接将纯水引入电去离子装置进行清洗；关闭所有产水阀和排放阀，进入清洗纯化循环回路达到纯水冲洗的效果。

本实用新型提供的划片刀清洗冷却液回用装置中，第二储存装置50的第一补水阀和第二补水阀为电磁阀，其他阀门均为气动阀。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。

Claims (13)

1.一种划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，包括废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元和第二储水单元，其中，所述废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元和第二储水单元依次通过管路连通；所述废液纯化单元包括具有进水口和出水口的电去离子装置，所述电去离子装置的出水口包括浓水出口和纯水出口，通过管路从所述纯水出口连通到所述第二储水单元，通过管路从所述浓水出口分别连通到所述废液收集单元和第一储水单元。

2.根据权利要求1所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述废液收集单元包括废液池、废液槽和提升泵，所述提升泵设于所述废液池内，在所述废液池中液位达到预设值后所述提升泵将废液抽入所述废液槽中。

3.根据权利要求1所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述废液收集单元包括废液池和废液槽，所述微滤单元包括多个管式微滤装置、循环泵、第一循环阀和第二循环阀，其中多个管式微滤装置之间并联设置，所述废液槽、循环泵、第一循环阀、多个管式微滤装置和第二循环阀依次连通。

4.根据权利要求3所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述微滤单元还包括药洗进口阀和药洗出口阀，其中所述药洗进口阀的一侧与化学清洗剂桶连通，另一侧连通到所述循环泵，所述药洗出口阀的一侧与所述第二循环阀连通，另一侧连通回所述化学清洗剂桶。

5.根据权利要求3所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述微滤单元还包括水反洗阀、气反洗阀和排污阀，所述水反洗阀设于第二储水单元或外接的纯水补充装置和所述多个管式微滤装置之间的管路上，所述气反洗阀设于外接的储气装置和所述多个管式微滤装置之间的管路上，所述排污阀设于所述废液池和所述多个管式微滤装置之间的管路上。

6.根据权利要求1所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述第一储水单元包括储水箱、第一输水阀和第二输水阀，所述微滤单元包括多个管式微滤装置，所述第一输水阀设置在所述多个管式微滤装置和所述储水箱之间的管路上，以将过滤后的废液引入所述储水箱；所述废液收集单元包括废液池，所述第二输水阀设置在所述多个管式微滤装置和所述废液池之间的管路上。

7.根据权利要求1所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述第一储水单元包括储水箱，所述废液纯化单元包括电去离子装置、输送泵、进液阀、产水阀和排放阀，其中，所述储水箱、输送泵、进液阀和电去离子装置依次连通以将废液送至所述电去离子装置内；所述产水阀连通到所述纯水出口以控制纯水排出到所述第二储水单元；所述废液收集单元包括废液池，所述排放阀连通到所述浓水出口以控制浓水排出到所述储水箱或所述废液池。

8.根据权利要求7所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述第二储水单元包括第一纯水储存箱和第二纯水储存箱，所述产水阀包括第一纯水产水阀、第二纯水产水阀和第三纯水产水阀，所述第一纯水产水阀和第二纯水产水阀分别通过管路对应连通到所述第一纯水储存箱和第二纯水储存箱，所述第三纯水产水阀通过管路连通到所述储水箱。

9.根据权利要求7所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述排放阀包括第一浓水排放阀和第二浓水排放阀，其中所述第一浓水排放阀设于所述电去离子装置和所述废液池之间的管路上，所述第二浓水排放阀设于所述电去离子装置和所述储水箱之间的管路上。

10.根据权利要求7所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述废液纯化单元还包括活性炭过滤器，所述活性炭过滤器设于连通所述进液阀和电去离子装置之间的管路上。

11.根据权利要求7所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述废液纯化单元还设置有清洗水进口阀、清洗水进口和清洗水出口以及清洗水循环阀，按照清洗水的流向将清洗水箱连通到所述输送泵，再依次连通所述清洗水进口阀和清洗水进口，再从所述清洗水出口连通回所述清洗水箱，将所述清洗水循环阀设于连通所述清洗水箱和输送泵之间的管路上。

12.根据权利要求1所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，还包括监控单元，所述监控单元包括多个液位检测器、多个电导检测器和控制柜，其中所述多个液位检测器和多个电导检测器分别与所述控制柜相连接，再将所述控制柜分别连接到废液收集单元、微滤单元、第一储水单元、废液纯化单元、第二储水单元。

13.根据权利要求12所述的划片刀清洗冷却液回用装置，其特征在于，所述废液收集单元包括废液池和废液槽，所述第一储水单元包括储水箱，所述液位检测器分别设于所述废液池、废液槽、储水箱和第二储水单元中以监测液位；所述废液纯化单元包括电去离子装置，所述电导检测器分别设于所述电去离子装置和所述储水箱中以检测进水电导。

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