JP7339033B2

JP7339033B2 - 加工廃液処理装置の設置方法

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Publication number: JP7339033B2
Application number: JP2019123722A
Authority: JP
Inventors: 祐志神田; 修山根; 好紘大田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: JP2021008015A

Description

本発明は、加工装置に加工水を供給すると共に、使用済みの加工廃液を回収して加工水に生成して循環させる加工廃液処理装置の設置方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され、表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

研削装置、ダイシング装置等の加工装置は、加工水として純水を多く利用する。加工に使用された加工水をそのまま廃棄したのでは不経済であることから、本出願人によって加工装置から排出される使用済みの加工廃液を精製して加工水を生成し循環させて加工水を再利用するための加工廃液処理装置を提案している（特許文献１を参照）。

上記した加工廃液処理装置を設置する場合、加工廃液処理装置の設置台数は、加工装置の台数に応じて決定され、例えば、研削装置１台に対して２台配設される場合や、ダイシング装置２台に対して１台を設置する場合等ある。この加工廃液処理装置の設置台数は、連通される加工装置がフル稼働した場合に使用される加工水の水量を加工廃液処理装置が供給できることを前提に決定される。

特開２００９－１９０１２８号公報

ところで、ダイシング装置や研削装置等の加工装置は、常にフル稼働しているわけではなく、被加工物を収容したカセットを搬入、排出したりする時間、被加工物の種類が変更になった場合等において加工手段(切削ブレード、研削砥石）を交換する時間、加工装置のメンテナンスを実施する時間、作業者によって加工条件を設定したりする時間等、様々な場面で加工装置が実際に加工を実施せずに停止している時間が存在する。

すなわち、加工水を使用する複数の加工装置を同じ作業スペースに設置して、加工廃液処理装置を設置して加工水を循環させるシステムを構築する場合、複数の加工装置の全てが同時にフル稼働状態となって、長時間その状態が維持されることは殆どなく、各加工装置がフル稼働した場合を想定して、加工廃液処理装置の台数を決定して設置すると、加工廃液処理装置がフル活用されず、不経済であるという問題が生じ、加工装置の台数が増えた場合に特に問題となる。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、適正な台数の加工廃液処理装置を設置して、不経済とならない加工廃液処理装置の設置方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、加工装置に加工水を供給すると共に、使用済みの加工廃液を回収して加工水に生成して循環させる加工廃液処理装置の設置方法であって、複数の加工装置がフル稼働した際に使用する総加工水量と、該加工廃液処理装置の加工水供給能力とを比較して、該加工廃液処理装置の必要台数を設定する必要台数設定工程と、該複数の加工装置の稼働率を算定する稼働率算定工程と、該必要台数設定工程において設定された加工廃液処理装置の必要台数に該稼働率算定工程において算定された稼働率を乗じて小数点以下を繰り上げて加工廃液処理装置の適正台数を算定する適正台数算定工程と、該適正台数の加工廃液処理装置を設置する加工廃液処理装置設置工程と、該複数の加工装置から排出される加工廃液を収集し、該複数の加工装置が同時に作動される場合にも対応可能であるバッファータンクとして機能する収集タンクを設置する収集タンク設置工程と、各加工廃液処理装置が生成した加工水を貯水し、該複数の加工装置が同時に作動される場合にも対応可能であるバッファータンクとして機能する貯水タンクを設置する貯水タンク設置工程と、該収集タンクに連通し各加工廃液処理装置が加工廃液を回収するための回収路を設置する回収路設置工程と、各加工廃液処理装置に連通し加工廃液処理装置が生成した加工水を、該貯水タンクに排出する排出路を設置する排出路設置工程と、該貯水タンクに連通し、各加工装置に加工水を供給する供給路を設置する供給路設置工程と、を含む加工廃液処理装置の設置方法が提供される。

本発明の加工廃液処理装置の設置方法は、加工装置に加工水を供給すると共に、使用済みの加工廃液を回収して加工水に生成して循環させる加工廃液処理装置の設置方法であって、複数の加工装置がフル稼働した際に使用する総加工水量と、該加工廃液処理装置の加工水供給能力とを比較して、該加工廃液処理装置の必要台数を設定する必要台数設定工程と、該複数の加工装置の稼働率を算定する稼働率算定工程と、該必要台数設定工程において設定された加工廃液処理装置の必要台数に該稼働率算定工程において算定された稼働率を乗じて小数点以下を繰り上げて加工廃液処理装置の適正台数を算定する適正台数算定工程と、該適正台数の加工廃液処理装置を設置する加工廃液処理装置設置工程と、該複数の加工装置から排出される加工廃液を収集し、該複数の加工装置が同時に作動される場合にも対応可能であるバッファータンクとして機能する収集タンクを設置する収集タンク設置工程と、各加工廃液処理装置が生成した加工水を貯水し、該複数の加工装置が同時に作動される場合にも対応可能であるバッファータンクとして機能する貯水タンクを設置する貯水タンク設置工程と、該収集タンクに連通し各加工廃液処理装置が加工廃液を回収するための回収路を設置する回収路設置工程と、各加工廃液処理装置に連通し加工廃液処理装置が生成した加工水を、該貯水タンクに排出する排出路を設置する排出路設置工程と、該貯水タンクに連通し、各加工装置に加工水を供給する供給路を設置する供給路設置工程と、を含むことにより、複数の加工装置の稼働率に対応して適正な台数の加工廃液処理装置することができ、不経済であるという問題が解消する。

本実施形態の設置方法により設置された加工廃液処理装置を示す図である。図１に示す加工廃液処理装置の全体斜視図である。図２に示す加工廃液処理装置の分解斜視図である。

以下、本発明に基づく加工廃液処理装置の設置方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、本実施形態に基づいて、複数の加工装置（１０台：Ｎ１～Ｎ１０）に対して、適正な台数の加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８を設置した加工水の循環システムの例を示すものである。図１～図３を参照しながら、本実施形態の加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８の設置方法について説明する。

（必要台数設定工程）
まず、図１に示す本実施形態の複数の加工装置Ｎ１～Ｎ１０を特定する。加工装置Ｎ１～Ｎ１０は、被加工物に対して切削加工を施すものであり、所定量の加工水（切削水）を必要とする切削装置である。本実施形態では、説明の便宜上、加工装置Ｎ１、Ｎ１０のみ詳細を示し、加工装置Ｎ２～Ｎ９は図示を簡略化して示している。なお、加工装置Ｎ１～Ｎ１０は、同一の切削装置であるとして以下説明する。

加工廃液処理装置の必要台数を設定するに際し、図１に示す加工水の循環システムに含まれる加工装置Ｎ１～Ｎ１０を特定したならば、各加工装置Ｎ１～Ｎ１０がフル稼働している最中に必要とする加工水の単位時間当たりの加工水量をＷ_Ｎ１～Ｗ_Ｎ１０とし、それらの全てを加算し（又は乗算し）、全加工装置Ｎ１～Ｎ１０がフル稼働した場合の総加工水量Ｗ_ＳＵＭを算出する。

上記したように総加工水量Ｗ_ＳＵＭを算出したならば、この総加工水量Ｗ_ＳＵＭを処理することを想定した場合に必要となる加工廃液処理装置の必要台数を設定する。加工廃液処理装置の台数を設定するに際しては、各加工廃液処理装置の加工水供給能力Ｍｗを考慮する。本実施形態では、１台の加工廃液処理装置の加工水供給能力Ｍｗが、各加工装置（Ｎ１～Ｎ１０）がフル稼働した際の加工水量（Ｗ_Ｎ１～Ｗ_Ｎ１０）のそれぞれと同一である。これに基づき、複数の加工装置Ｎ１～Ｎ１０がフル稼働した際に使用する総加工水量Ｗ_ＳＵＭと、１台の加工廃液処理装置の加工水供給能力Ｍｗとを比較して、加工廃液処理装置の必要台数を設定する。すなわち、加工廃液処理装置の必要台数は、以下の如く演算される。
Ｗ_ＳＵＭ／１台の加工廃液処理装置の加工水供給量Ｍｗ＝１０台

（稼働率算定工程）
次いで、加工装置Ｎ１～Ｎ１０の稼働率を算定する。稼働率は、過去の稼働実績、又は、加工計画に基づき算定することができる。最も典型的には、加工作業が実施される加工作業時間（例えば８時間／１日）内において、加工水を供給しながら被加工物に対し加工を施す時間の合計を稼働時間として、所定日数における平均値を算出し、該加工作業時間の合計時間における該稼働時間の割合に基づいて該稼働率を算定する。本実施形態では、加工装置Ｎ１～Ｎ１０の全体の稼働率が７５％であったとする。

（適正台数算定工程）
上記したように、加工装置が全てフル稼働した場合を想定して算定した加工廃液処理装置の必要台数（１０台）、と稼働率（７５％）を算定したならば、該必要台数（１０台）に該稼働率（７５％）を乗じて仮適正台数を算定する。
仮適正台数：１０台×０．７５＝７．５（台）

上記したように、必要台数（１０台）に稼働率（７５％）を乗じて得られた仮適正台数が７．５台であったことから、小数点以下を繰り上げて、実際に設置する加工廃液処理装置の適正台数を８台と算定する。

（加工廃液処理装置設置工程）
上記した適正台数算定工程によって、加工廃液処理装置の適正台数（８台）を算定したならば、図１に示すように、加工装置Ｎ１～Ｎ１０に対応して、８台の加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８を設置する。なお、図１では、説明の都合上、加工排熱処理装置Ｍ１、Ｍ８のみを詳細に示し、加工廃液処理装置Ｍ２～Ｍ７についてはその記載を簡略化して示している。

（収集タンク設置工程）
本実施形態では、さらに、加工装置Ｎ１～Ｎ１０から排出される加工廃液を収集する収集タンク１０を設置する（収集タンク設置工程）。なお、収集タンク１０は、複数の加工装置からの加工廃液を集約して収集するものであり、１つの収集タンク１０によって全ての加工装置Ｎ１～Ｎ１０の加工廃液を収集するものである。

（貯水タンク設置工程）
さらに、加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８が加工廃液を精製して生成した加工水を貯水する貯水タンク１２を設置する（貯水タンク設置工程）。貯水タンク１２も、収集タンク１０と同様に、複数の加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８が生成して排出した加工水を集約して貯水するものであり、１つの貯水タンク１２によって全ての加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８の加工水を貯水するものである。

（回収路設置工程）
さらに、収集タンク１０に連通し各加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８が収集タンク１０から加工廃液を回収するための回収路２０を設置する（回収路設置工程）。回収路２０は、図１に示すように、各加工装置Ｎ１～Ｎ１０から収集タンク１０に加工廃液を導く第１回収路２２と、収集タンク１０から加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８に導く第２回収路２４とからなる。第１回収路２２は、各加工装置Ｎ１～Ｎ１０から、収集タンク１０に加工廃液を導く個別配管２２ａ～２２ｊによって構成される。また、第２回収路２４は、収集タンク１０から各加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８に加工廃液を導く個別配管２４ａ～２４ｈによって構成される。

ここで、図２、及び図３を参照しながら、本実施形態において設置される加工廃液処理装置の概略について、より具体的に説明する。

図２は、本実施形態の加工廃液処理装置Ｍ１の全体斜視図であって、通常時に加工廃液処理装置Ｍ１の全体を覆う図示しないカバー部材を取り外し、各構成間を連通する配管を適宜省略した状態を示している。また、図３は、図２に示す加工廃液処理装置Ｍ１を分解した状態の斜視図を示し、各構成を配管で連通した状態を示している。

図２に示すように、加工廃液処理装置Ｍ１は、収集タンク１０から第２回収路２４を構成する個別配管２４ａを介して導入される加工廃液を一旦収容する廃液予備タンク２と、廃液予備タンク２に収容された加工廃液を送給する廃液送給ポンプ３と、廃液送給ポンプ３によって送られた加工廃液を濾過する廃液濾過手段４と、廃液濾過手段４によって濾過された清水を貯水する清水貯水タンク５と、清水貯水タンク５に貯水された清水を、純水化処理して後述する排出路３０を構成する個別配管３０ａに排出する純水生成手段６と、廃液濾過手段４の後壁側に設置されフレキシブルパイプ状の配管を支持する傾斜支持板７と、操作パネル及び表示モニタを備え各構成の作動を制御する制御手段８と、を備えている。なお、図２では、各加工廃液処理装置Ｍ１の各構成を連通する配管構成は適宜省略されており、図３を参照しながら、加工廃液処理装置Ｍ１に導入された加工廃液が、各構成を経て純水化されて排出されるまでの加工廃液の流れについて説明する。

加工廃液処理装置Ｍ１に配設された制御手段８によって、加工廃液の処理が開始されると、廃液送給ポンプ３が作動され、廃液予備タンク２から吸い上げられた加工廃液は配管５０を介して廃液濾過手段４に送給される。なお、廃液予備タンク２内の加工廃液が少なくなると、収集タンク１０から加工廃液が適宜導入される。廃液濾過手段４は、第１の濾過フィルター４ａと、第２の濾過フィルター４ｂとを備え、清水受けパン４ｃ上に設置されている。廃液送給ポンプ３と、第１の濾過フィルター４ａ、及び第２の濾過フィルター４ｂとを接続する配管５０上には、電磁開閉弁５２が配設されている。図に示すように、電磁開閉弁５２がＯＦＦで、ばねにより左方（１側）に付勢されている場合は、廃液送給ポンプ３によって送給された加工廃液が第１の濾過フィルター４ａに導かれ、電磁開閉弁５２が通電（ＯＮ）され右方（０側）に付勢されると、廃液送給ポンプ３によって送給された加工廃液が第２の濾過フィルター４ｂに導かれる。第１の濾過フィルター４ａ、又は第２の濾過フィルター４ｂに導かれた加工廃液は、加工廃液に混入している切削屑等が濾過されて清水に精製され、清水受けパン４ｃに流出する。配管５０上には、分岐配管５１を介して制御手段８に接続された圧力計６０が接続されており、配管５０内の圧力を監視する。加工廃液の濾過が一方の濾過フィルターによって継続して実施されると、フィルターに切削屑等が堆積してやがて目詰まりを起こし、圧力計６０の圧力が上昇する。これを検出した制御手段８は、接続されている該一方の濾過フィルターの機能が失われたと判断し、制御手段８の表示モニタに該一方の濾過フィルターの交換を指示する表示を行うと共に、上記電磁開閉弁５２を切り換えて、加工廃液の流れを、目詰まりを起こしていない他方の濾過フィルターへ切り替える。これによりオペレータは、制御手段８の指示によって、目詰まりを起こした側の濾過フィルターの交換を実施することができる。

第１の濾過フィルター４ａ、又は第２の濾過フィルター４ｂによって濾過され、清水受けパン４ｃに流出した清水は、配管５３を介して清水貯水タンク５に導入される。清水貯水タンク５に貯留された清水は、清水送給ポンプ５ａによって送給され配管５４を介して純水生成手段６に送られる。

図示の実施形態における純水生成手段６は、支持台６ａと、支持台６ａの奥側に立設された紫外線照射手段６ｂと、手前側に配置されイオン交換樹脂を内蔵した第１のイオン交換手段６ｃ及び第２のイオン交換手段６ｄと、紫外線照射手段６ｂに隣接して配設された精密フィルター６ｅと、紫外線照射手段６ｂ及び精密フィルター６ｅ側と、第１のイオン交換手段６ｃ及び第２のイオン交換手段６ｄ側とを仕切る仕切り板６ｆとを備えている。

清水送給ポンプ５ａによって送給され配管５４を介して送られた清水は、紫外線照射手段６ｂに導入され、ここで紫外線（ＵＶ）が照射されることによって殺菌される。紫外線照射手段６ｂにおいて殺菌処理された清水は、配管５５を介して第１のイオン交換手段６ｃ又は第２のイオン交換手段６ｄに導入される。配管５５には電磁開閉弁５６が配設されている。電磁開閉弁５６がＯＦＦで、ばねにより左方（１側）に付勢されている場合は、清水送給ポンプ５ａによって送給された清水が第１のイオン交換手段６ｃに導かれ、電磁開閉弁５６が通電（ＯＮ）され右方（０側）に付勢されると、清水送給ポンプ５ａによって送給された清水が第２のイオン交換手段６ｄに導かれる。

第１のイオン交換手段６ｃ、又は第２のイオン交換手段６ｄに導入された清水は、イオンが交換されて純水に精製される。このようにして清水がイオン交換されて精製された純水には、第１のイオン交換手段６ｃ及び第２のイオン交換手段６ｄを構成するイオン交換樹脂の樹脂屑等の微細な物質が混入されている場合がある。このため、図示の実施形態においては上述したように第１のイオン交換手段６ｃ及び第２のイオン交換手段６ｄによって清水がイオン交換されて精製された純水を、配管５７を介して精密フィルター６ｅに導入し、この精密フィルター６ｅによって純水に混入されているイオン交換樹脂の樹脂屑等の微細な物質を捕捉し、加工水として再使用可能な状態となる。

配管５７には、分岐配管５８を介して第１のイオン交換手段６ｃ、又は第２のイオン交換手段６ｄから精密フィルター６ｅに送給される純水の圧力を検出する制御手段８に接続された圧力検出手段６２が配設されており、この圧力検出手段６２の検出信号は制御手段８に送られる。圧力検出手段６２からの検出信号が所定圧力値以上に達したならば、制御手段８は精密フィルター６ｅに樹脂屑等の微細な物質が堆積してフィルターとしての機能が失われたと判断し、制御手段８に設けられた表示モニタに表示し、オペレータは精密フィルターを交換することができる。なお、図示は省略しているが、上記した圧力検出手段６２と平行して、配管５７内を流れる純水の比抵抗を検出する比抵抗計を配置する。これにより、各イオン交換手段のイオン交換樹脂の状態を検出し、オペレータに対し、イオン交換樹脂の交換を指示することができる。

上記純水生成手段６によって生成された加工水は、後述する個別配管３０ａを介し貯水タンク１２に排出され、加工装置にて再使用される。加工廃液処理装置Ｍ１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、本実施形態では、他の加工廃液処理装置Ｍ２～Ｍ８も同一の構成である。

（排出路設置工程）
図１に戻り、本実施形態の加工廃液処理装置の設置方法についての説明を続ける。本実施形態では、各加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８に連通し加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８が生成した加工水を貯水タンク１２に排出する排出路３０を設置する（排出路設置工程）。排出路３０は、図１に示すように、各加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８から貯水タンク１２に導くものであり、各加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８と貯水タンク１２とを接続する個別配管３０ａ～３０ｊにより構成される。

（供給路設置工程）
本実施形態では、さらに、貯水タンク１２に連通し、各加工装置Ｎ１～Ｎ１０に加工水を供給する供給路４０を設置する供給路設置工程を実施する。図に示すように、貯水タンク１２から各加工装置Ｎ１～Ｎ１０に加工水を供給するように、供給路４０は、個別配管４０ａ～４０ｊによって構成される。貯水タンク１２から各加工装置Ｎ１～Ｎ１０への加工水の供給は、各加工装置Ｎ１～Ｎ１０に対応して配設される送給ポンプＰ１～Ｐ１０の作動による。なお、説明の便宜上、加工装置Ｎ２～Ｎ９に接続される供給路４０ｂ～４０ｉの一部、及び送給ポンプＰ２～Ｐ９は図示を省略している。

また、本実施形態では、貯水タンク１２から、供給路４０を介して加工水を各加工装置Ｎ１～Ｎ１０に導入する経路上に、配管３２を介して接続される温度コントローラ１４を配置している。この温度コントローラ１４に送られた加工水は、ここで所定温度（例えば２３℃）に調整され上記した供給路４０を介して加工装置Ｎ１～Ｎ１０に供給される。加工水の温度調整は、温度コントローラを各加工装置に個別に配設して実施してもよいが、この温度コントローラ１４を貯水タンク１２と供給路４０との間に設置し、集中して温度管理することにより、各加工廃液処理装置Ｍ１～Ｍ８、及び加工装置Ｎ１～Ｎ１０に、温度コントローラを設置する必要がなく、設備をシンプルに構成することが可能になる。

上記した本実施形態に基づいて、加工廃液処理装置を設置することで、複数の加工装置の稼働率に対応して適正な台数の加工廃液処理装置することができ、不経済であるという問題が解消する。なお、上記した実施形態では、全加工装置の稼働率に基づいて、加工廃液処理装置の適正台数を算定して設置した。該稼働率は、加工実績、加工計画等に基づいて算定されるものであり、場合によっては、一時的に全加工装置Ｎ１～Ｎ１０の稼働率が、想定した稼働率を超えて稼働する可能性を否定できない。しかし、上記した実施形態では、収集タンク１０によって、加工廃液を集中して収集し、さらに、貯水タンク１２によって加工水を集中して貯水している。よって、収集タンク１０及び貯水タンク１２がバッファータンクとしての機能を有することにより、加工装置Ｎ１～Ｎ１０が同時に作動され、一時的に想定した稼働率を超えて運転される場合があっても、直ぐに加工水が不足することにはならず、対応することが可能である。

２：廃液予備タンク
３：廃液供給ポンプ
４：廃液濾過手段
５：清水貯水タンク
６：純水生成手段
８：制御手段
１０：収集タンク
１２：貯水タンク
１４：温度コントローラ
２０：回収路
２２：第１回収路
２４：第２回収路
３０：排出路
４０：供給路
Ｐ１～Ｐ１０：ポンプ
Ｎ１～Ｎ１０：加工装置
Ｍ１～Ｍ８：加工廃液処理装置

Claims

加工装置に加工水を供給すると共に、使用済みの加工廃液を回収して加工水に生成して循環させる加工廃液処理装置の設置方法であって、
複数の加工装置がフル稼働した際に使用する総加工水量と、該加工廃液処理装置の加工水供給能力とを比較して、該加工廃液処理装置の必要台数を設定する必要台数設定工程と、
該複数の加工装置の稼働率を算定する稼働率算定工程と、
該必要台数設定工程において設定された加工廃液処理装置の必要台数に該稼働率算定工程において算定された稼働率を乗じて小数点以下を繰り上げて加工廃液処理装置の適正台数を算定する適正台数算定工程と、
該適正台数の加工廃液処理装置を設置する加工廃液処理装置設置工程と、
該複数の加工装置から排出される加工廃液を収集し、該複数の加工装置が同時に作動される場合にも対応可能であるバッファータンクとして機能する収集タンクを設置する収集タンク設置工程と、
各加工廃液処理装置が生成した加工水を貯水し、該複数の加工装置が同時に作動される場合にも対応可能であるバッファータンクとして機能する貯水タンクを設置する貯水タンク設置工程と、
該収集タンクに連通し各加工廃液処理装置が加工廃液を回収するための回収路を設置する回収路設置工程と、
各加工廃液処理装置に連通し加工廃液処理装置が生成した加工水を、該貯水タンクに排出する排出路を設置する排出路設置工程と、
該貯水タンクに連通し、各加工装置に加工水を供給する供給路を設置する供給路設置工程と、を含む加工廃液処理装置の設置方法。