TWI406737B - Method and device for managing coolant of wire saw - Google Patents

Description

線鋸之冷卻劑管理方法及裝置

本發明是關於矽材料切斷用的線鋸之冷卻劑管理方法及裝置。

先前，矽晶錠、矽晶圓等矽材料切斷用的裝置是使用所謂的線鋸(例如，參照專利文獻1等)。先前的線鋸，如專利文獻1所示，將鐵類金屬線材形成的鋼線以保持著指定張力的狀態行進的同時，一邊將分散液中已分散有磨粒的切斷液(稱為游離磨粒方式)供應至線鋸的同時，一邊使鋼線接觸矽材料，藉此以線狀削去該接觸部份進行切斷。

上述線鋸所使用的切斷液是分散液中混合有可使重量比例如成為1：1(即，約50%)之大量的磨粒藉此提高切斷性，再加上，為了進行均勻的切斷而需要提高分散性，因此使用比較高黏度的分散液。

基於此，若是將如上述黏度高的分散液中高濃度混合有磨粒的切斷液供應至線鋸進行矽材料的切斷時，切斷後之使用過的粉漿中，會又混入有矽材料切斷後的矽切屑，以致固體成份濃度更為增加，因此使用過的粉漿其黏度會更加上昇。

上述來自於線鋸之使用過的粉漿，通常是承接在粉漿承接槽後，就送至回收槽儲存。儲存在粉漿回收槽內之使用過的粉漿，首先，供應至第1段離心分離機使其中粒徑比矽切屑還大的磨粒分離後，送至第2段離心分離機分離成矽切屑和分離液。上述第1段離心分離機所分離的磨粒，和第2段離心分離機所分離的分離液是供應至攪拌槽，此外，攪拌槽內供應有未使用的磨粒、未使用的分散液藉此攪拌成切斷液，攪拌後的切斷液是再度供應至上述線鋸。上述游離磨粒方式的線鋸，當切斷液中的磨粒分散性降低時，會有無法均勻切斷的問題，因此需要經常進行攪拌等避免產生磨粒的沉澱暨分離藉此保持均勻的分散性。

來自於上述線鋸之使用過的粉漿，如上述其黏度非常高，並且混有磨粒和矽切屑，因此需要設置複數段的離心分離機進行磨粒和矽切屑的分離以致分離作業繁瑣，分離裝置也比較大規模以致有設備成本高的問題。此外，如上述，使用過的粉漿其分離作業困難，因此先前之使用過的粉漿其分離作業是在切斷作業結束後以分批方式實施。

此外，矽材料切斷作業所產生的矽切屑，會和分散液中的水份及添加物等產生反應形成膠凝作用或溶膠作用，以致切斷液中會有塊狀物(凝塊)形成的問題，當要提高上述線鋸的鋼線行進速度來執行運轉時，上述凝塊會咬在鋼線上，導致矽材料切斷面品質降低的問題。

另外，先前游離磨粒方式的線鋸，當鋼線行進速度提高時會有實質供應至切斷部的磨粒量減少的問題，再加上，如上述因會有咬入凝塊造成品質降低的問題，所以先前是壓低鋼線的行進速度，因此，利用先前的線鋸切斷矽晶錠時，需要12～24小時前後的長時間，以致切斷作業效率低。

另一方面，近年來，已知有使用鋼琴線等鋼線芯材表面已固定有鑽石磨粒的固定磨粒鋼線(所謂固定磨粒方式)切斷矽晶圓的技術(例如，參照專利文獻2等)。專利文獻2是對固定磨粒鋼線供應冷卻劑進行矽晶圓切斷，混有切斷所產生之矽切屑的切斷粉漿是由粉漿承接槽承接後，送至回收槽儲存。接著，儲存在回收槽的切斷粉漿，被導入至沉澱槽等藉此去除矽切屑，去除矽切屑後的冷卻劑是再度被導入供應槽然後供應至上述固定磨粒鋼線做為再度使用。

專利文獻2所示的固定磨粒鋼線，因鋼線上固定著鑽石磨粒，所以可經常確保磨粒的分散性，因此與上述專利文獻1相比是可提昇切斷性能夠以較短的時間完成切斷，再加上，對於固定磨粒鋼線只要供應冷卻主體的冷卻劑即可(不要求分散性)，因此其優點是冷卻劑能夠採用水溶性冷卻劑等低黏度又廉價的產品。

[先行技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2001-322066號公報

[專利文獻2]日本特開2002-144229號公報

但是，即使是在使用專利文獻2所示的固定磨粒鋼線進行矽材料切斷時，循環使用的冷卻劑中的固體成份(矽切屑)的濃度也是保持在比較高的狀態，並且，根據本發明人的調查得知相對於矽材料的切斷開始時，切斷結束時的冷卻劑中的固體成份濃度是會上昇6～7%，因此就會有壓低固定磨粒鋼線切斷速度的問題。再加上，使用過的粉漿儲存在回收槽的期間，濃度高的矽切屑會和冷卻劑中的水份及添加物等產生反應膠凝作用或溶膠作用以致會有形成塊狀物(凝塊)的問題。因此，會有該凝塊被咬入在固定磨粒鋼線導致矽材料切斷面品質降低的問題，所以即使固定磨粒鋼線本身切斷性優異，還是無法充分發揮其性能，仍然有壓低切斷速度的問題。

本發明，有鑑於上述問題所硏創的發明，提供一種能夠大幅提昇利用固定磨粒鋼線切斷矽材料時的切斷速度，同時，能夠大致全量回收從切斷粉漿分離的冷卻劑和固體成份加以再利用的線鋸之冷卻劑管理方法及裝置。

本發明相關的線鋸之冷卻劑管理方法是對鋼線芯材表面固定有鑽石磨粒的固定磨粒鋼線供應冷卻劑進行矽材料切斷的線鋸之冷卻劑管理方法，其特徵為，將切斷矽材料後的切斷粉漿導入離心分離機藉此分離成粗粒固體成份和分離液，將上述離心分離機所分離的分離液供應至膜過濾裝置藉此分離成微粒混合液和回收冷卻劑，將上述離心分離機所分離的分離液的一部份和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑利用攪拌手段進行攪拌後再度供應至上述固定磨粒鋼線。

上述線鋸之冷卻劑管理方法中，以調整對上述離心分離機所分離的分離液和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑之攪拌手段供應的供應比率，藉此使上述攪拌手段攪拌的冷卻劑的固體成份濃度保持在6～8重量%為佳。

此外，上述線鋸之冷卻劑管理方法中，以對供應至上述離心分離機的切斷粉漿進行加熱為佳。

另外，上述線鋸之冷卻劑管理方法中，以將上述離心分離機所分離的粗粒固體成份和膜過濾裝置所分離的微粒混合液供應至乾燥裝置進行乾燥，將經過乾燥從蒸氣獲得的冷卻劑供應至上述攪拌手段為佳。

此外，上述線鋸之冷卻劑管理方法中，以將經過上述乾燥裝置乾燥所獲得的固體成份做為矽原料加以再利用為佳。

本發明相關的線鋸之冷卻劑管理裝置，對鋼線芯材表面固定有鑽石磨粒的固定磨粒鋼線供應冷卻劑進行矽材料切斷的線鋸之冷卻劑管理裝置，其特徵為，具有：導入有利用上述固定磨粒鋼線切斷矽材料後的切斷粉漿藉此使切斷粉漿分離成粗粒固體成份和分離液的離心分離機；導入有上述離心分離機所分離的分離液藉此使該分離液分離成回收冷卻劑和微粒混合液的膜過濾裝置；及導入有上述離心分離機所分離的分離液一部份和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑然後進行攪拌，將攪拌後的冷卻劑供應至上述固定磨粒鋼線的冷卻劑供應裝置。

上述線鋸之冷卻劑管理裝置中，以具有可對從上述離心分離機供應至冷卻劑供應裝置的分離液流量進行調節的流量調節器，藉此可導入有上述離心分離機所分離的分離液和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑然後進行攪拌之冷卻劑供應裝置的冷卻劑固體成份濃度保持在6～8重量%為佳。

此外，上述線鋸之冷卻劑管理裝置中，以具有可對供應至上述離心分離機的切斷粉漿進行加熱的加熱器。

另外，上述線鋸之冷卻劑管理裝置中，上述膜過濾裝置，以構成為在振動的濾器供應有分離液使濾器上形成有浮游粒子層藉此將分離液分離成回收冷卻劑和粒子濃縮後的微粒混合液之振動過濾機為佳。

此外，上述線鋸之冷卻劑管理裝置中，以具有構成為導入有上述離心分離機所分離的粗粒固體成份和膜過濾裝置所分離的微粒混合液然後進行乾燥，可將經過乾燥從蒸氣獲得的冷卻劑供應至上述冷卻劑供應裝置的乾燥裝置為佳。

另外，上述線鋸之冷卻劑管理裝置中，以構成為可將經過上述乾燥裝置乾燥所獲得的固體成份取出做為矽原料為佳。

根據本發明的線鋸之冷卻劑管理方法及裝置時，構成為可將切斷所產生的使用過的粉漿直接導入離心分離機，立即去除使用過的粉漿中的矽切屑，所以能夠使返回至冷卻劑供應裝置做為再使用的冷卻劑中的矽切屑濃度管理在穩定的低狀態，因此能夠使固定磨粒鋼線保持高的切斷速度，再加上，立即去除使用過的粉漿中的矽切屑，所以能夠抑制矽切屑和冷卻劑中的水份及添加物等產生反應所造成的膠凝作用或溶膠作用問題，因此，從防止凝塊的咬入問題能夠提昇矽材料切斷面品質的結果的來看，也就是可達到提昇固定磨粒鋼線切斷速度的優異效果。

再加上，因是構成為可將上述離心分離機所分離的分離液供應至膜過濾裝置藉此分離成回收冷卻劑和微粒混合液，可將上述離心分離機所分離的分離液和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑供應至攪拌手段進行攪拌，因此就能夠容易使攪拌手段的冷卻劑中的固體成份濃度調整在6～8重量%的範圍，如此一來，在用固定磨粒鋼線切斷矽材料時，就能夠獲得切斷面品質保持在高品質狀態下提昇切斷速度的效果。

此外，因是構成為可將離心分離機所分離的粗粒固體成份和膜過濾裝置所分離的微粒混合液供應至乾燥裝置進行乾燥，可將經過乾燥從蒸氣獲得的冷卻劑供應至攪拌手段，因此就可獲得切斷粉漿的冷卻劑大致全量回收加以再利用的效果。

另外，經過乾燥裝置乾燥獲得的固體成份因全部都是矽切屑，所以就有回收的固體成份全部都可做為矽原料加以再利用的效果。

[發明之最佳實施形態]

以下，與圖示例同時說明本發明的實施形態。

第1圖為表示實施發明的線鋸之冷卻劑管理裝置材料切斷裝置的一實施例概略方塊圖。第1圖中，1是線鋸本體，該線鋸本體1，其鋼線芯材表面固定有鑽石磨粒的固定磨粒鋼線2複數次圈掛在頂點朝下配置成倒三角形狀的滾輪3a、3b、3c上驅動成行進。再加上，掛在滾輪3b、3c間的固定磨粒鋼線2的上部配置有矽材料4(工件)的同時，矽材料4的上部設有可使矽材料4卡止不往上方脫離的制動器5。6是冷卻劑供應裝置，該冷卻劑供應裝置6，具有：冷卻劑7收容用的攪拌槽8(攪拌手段)；連接在該攪拌槽8的冷卻劑供應管9；配備在該冷卻劑供應管9的泵浦10及冷卻器11，利用上述泵浦10的驅動使上述攪拌槽8的冷卻劑7透過供應噴嘴12供應至上述線鋸本體1的矽材料4和固定磨粒鋼線2接觸的部份。

接著，在驅動上述固定磨粒鋼線2行進的同時，於利用冷卻劑供應裝置6對矽材料4和固定磨粒鋼線2接觸的部份供應冷卻劑7的狀態下，使倒三角形狀的滾輪3a、3b、3c朝箭頭符號A方向上昇時，矽材料4會於卡止在制動器5的狀態下由固定磨粒鋼線2在複數部份切斷完成切斷。

上述線鋸本體1的下部，設有從線鋸本體1落下來的切斷粉漿13承接用的粉漿承接槽14。於此，從線鋸本體1落下來的切斷粉漿13形成為冷卻劑7中混有矽切屑。承接在該粉漿承接槽14的切斷粉漿13是由粉漿供應管16直接供應至配置在比粉漿承接槽14還下側的離心分離機15。即，粉漿承接槽14的切斷粉漿13是利用重力供應至離心分離機15。17是設置在離心分離機15的入口和上述粉漿承接槽14之間的加溫器。另，圖示例中，圖示著粉漿承接槽14的切斷粉漿13利用重力供應至離心分離機15的例子，但也可在離心分離機15的入口如虛線所示配備供應用泵浦18，利用泵浦壓使切斷粉漿13供應至離心分離機15。

上述離心分離機15，構成為例如以2000～6000rpm的高速旋轉一端側具備有錐形部19’的筒形外胴即旋轉體19，在筒形的旋轉體19內部，導入有來自於錐形部19’側端部的切斷粉漿13，再加上，在筒形的旋轉體19內部，設有和旋轉體19有稍微旋轉差進行旋轉的螺旋(未圖示)，供應於旋轉體19內部的切斷粉漿13的矽切屑的粗粒是由離心力推向旋轉體19的內面，再加上，由螺旋的作用使其送往第1圖的左方向沿著錐形部19’形成脫水的同時移動，脫水後的粗粒固體成份20是從固體出口21吐出。另外，粗粒固體成份分離後的分離液22是在旋轉體19內被送往第1圖右方向，從側板23的取出口24取出。從上述離心分離機15的取出口24吐出的分離液22是供應至分離液槽25。於此，離心分離機15，其粗粒固體成份20的分離是比較容易，但要分離微粒就比較困難，因此被送至分離液槽25的分離液22中混入有矽切屑的微粒。

分離液槽25的分離液22是經由配備有泵浦26的供給管27供應至膜過濾裝置28藉此分離成混有矽切屑微粒的微粒混合液29和過濾液即回收冷卻劑30。

第2圖是表示膜過濾裝置28的一例為振動過濾機31時的狀況，振動過濾機31是在筒狀的容器32內部收容有複數的圓板狀濾器33，上述容器32是由驅動馬達34驅動成往復旋轉藉此使上述濾器33振動。濾器33的直徑方向中心，形成有回收冷卻劑30流出的濾液流出流路35，再加上，通過濾液流出流路35的直徑方向一側設有可使來自於泵浦26的分離液22導入的分離液導入流路36，此外，通過濾液流出流路35的直徑方向另一側設有微粒混合液29流出的溢流液流路37。

第3圖是表示上述振動過濾機31的濾器33的過濾構造，隔著間隔33a的2片濾器33是形成1個單元38，該單元38是以所需的間隔39形成具有複數層疊的構成。接著，被導入至上述分離液導入流路36的分離液22是通過間隔39被引導在各單元38的上下的外側面，利用交叉流動使回收冷卻劑30如虛線箭頭符號所示通過各濾器33形成過濾，回收冷卻劑30是從間隔33a流出至中心的濾液流出流路35。此時，濾器33是振動著，濾器33的外面如第4圖所示，形成有與濾器33外面隔著間隔成浮游的浮游粒子層40。因此，分離液22是形成由浮游粒子層40過濾。回收冷卻劑30經分離形成為微粒濃縮過的微粒混合液29是從溢流液流路37流出。

於上述振動過濾機31持續進行過濾時，浮游的浮游粒子層40的厚度會慢慢變厚，因此就會有過濾性能降低的問題。再加上，在振動過濾機31的運轉停止時上述浮游粒子層40會緊貼在濾器33上，導致運轉再度開始時會有無法獲得良好過濾的問題。

因此，如第2圖所示，在流出有上述微粒混合液29的流出流路41設置轉換閥42(三向轉換閥)，再加上，該轉換閥42，連接有：可透過調整閥43將上述微粒混合液29返回至分離液槽25的調整流路44；及可使微粒混合液29直接開放至上述分離液槽25的開放流路45。

又加上，為了檢測出振動過濾機31的濾器33過濾性能，在回收冷卻劑30的流出流路46設有流量計47a構成的過濾性能檢測手段47。過濾性能檢測手段47，在上述泵浦26為定量泵浦時，也可構成為在供給管27設置壓力計47b對供應至濾器33的分離液22的供應壓力進行檢測。

接著，設有轉換控制器48，當上述過濾性能檢測手段47所檢測出的過濾性能降低成設定值以下時，該轉換控制器48就對轉換閥42的轉換進行控制使上述微粒混合液29經由開放流路45開放至上述分離液槽25。再加上，第2圖中，在回收冷卻劑30的流出流路46，設有阻斷閥49，構成為在上述將微粒混合液29經由開放流路45開放至分離液槽25時，阻斷回收冷卻劑30的流出。

此外，分離液槽25，設有利用電熱器、溫水等進行加熱使分離液22的黏度保持成一定的加熱器50。加熱器50是根據設置在分離液槽25對分離液22溫度進行檢測之溫度計51的檢測溫度，由控制器52控制加熱。

另外，上述轉換控制器48，又構成也會在振動過濾機31的過濾停止前轉換上述轉換閥42使微粒混合液29開放至開放流路45。即，當停止指令53輸入至轉換控制器48時，轉換控制器48會在執行轉換閥42的轉換使微粒混合液29開放至開放流路45之後，就發出振動過濾機31運轉停止的指令。

經第1圖振動過濾機31分離的回收冷卻劑30，如第1圖所示，由上述流出流路46供應至冷卻劑供應裝置6的攪拌槽8(攪拌手段)，此外，上述攪拌槽8內，從上述泵浦26下游的供給管27分岐的分岐管54透過調整閥55供應有分離液22的一部份。再加上，上述攪拌槽8內，供應有新冷卻劑7’做為補充因蒸發等造成冷卻劑7減少的量，同時補充有在離心分離機15因比重大的成份與粗粒固體成份20一起排出造成減少的成份，藉此進行成份調整。攪拌槽8，具備有未圖示的攪拌機藉此使冷卻劑7的成份調整成均勻。

於此，攪拌槽8，設有可對內部的冷卻劑7所含有的固體成份濃度進行檢測的濃度檢測手段56，此外設有可對上述調整閥55進行調整藉此調節供應至攪拌槽8之分離液22的量使該濃度檢測手段56所檢測出的固體成份濃度保持在6～8重量%範圍的流量調節器57。上述振動過濾機31所分離的回收冷卻劑30幾乎可以說是不含有固體成份，因此將含有微粒的上述分離液22供應至攪拌槽8，藉此就能夠使攪拌槽8的冷卻劑7的固體成份濃度調整在6～8重量%範圍。

本發明人是在供應至固定磨粒鋼線2的冷卻劑7所含有的固體成份的濃度調整成各種值的狀況下實施了矽材料4的切斷試驗，結果得知冷卻劑7的固體成份濃度調整成6～8重量%時，能夠維持高的切斷速度進行切斷，並且，即使是在保持著高切斷速度的狀態下進行切斷也能夠保持高品質的矽材料4切斷面。另，冷卻劑7的固體成份濃度為6～8重量%時之固定成份的平均粒徑是約1μm。

經上述振動過濾機31分離的微粒混合液29是透過調整流路44返回至分離液槽25，因此分離液槽25內的分離液22的微粒固體成份的濃度會歷時性上昇。

於是，將來自上述調整流路44的微粒混合液29(微粒固體成份)的一部份利用取出管58透過調節閥59取出供應至乾燥裝置60的同時，將上述離心分離機15所分離的粗粒固體成份20供應至上述乾燥裝置60進行乾燥。從乾燥裝置60乾燥產生的蒸氣所獲得的回收冷卻劑30’，是利用泵浦61供應至上述攪拌槽8。

此外，利用上述乾燥裝置60乾燥獲得的固體成份62是可做為矽原料加以再利用。利用上述乾燥裝置60乾燥獲得的固體成份62，幾乎是矽切屑(約97%)，不純物只有些許的鑽石(約2%)和鋼線2磨損造成的鐵質(約1%)，因此利用酸洗及溶劑的洗淨就能夠去除鐵質，矽和鑽石是可利用融點的不同(矽的熔點：3550℃、鑽石的熔點：1412℃)加以分離。藉此就能夠獲得不含有不純物的矽原料。

其次，對上述實施例的動作進行說明。

驅動第1圖之線鋸本體1的固定磨粒鋼線2行進的同時，驅動泵浦10將攪拌槽8(攪拌手段)的冷卻劑7供應至矽材料4和固定磨粒鋼線2接觸的部份，並且使倒三角形狀的滾輪3a、3b、3c朝箭頭符號A方向上昇。如此一來，卡止在制動器5的矽材料4就會由供應有冷卻劑7的固定磨粒鋼線2切斷在複數部份完成切斷。

矽材料4切斷所產生的切斷粉漿13是流下到粉漿承接槽14，粉漿承接槽14的切斷粉漿13是由粉漿供應管16供應至離心分離機15即刻去除矽切屑的粗粒固體成份20。粗粒固體成份20去除後的分離液22是供應至分離液槽25。此時，切斷粉漿13，形成為冷卻劑7中只混入有矽切屑，所以與先前混入有磨粒的游離磨粒方式之使用過的粉漿相比其黏度較低，因此利用離心分離機15能夠連續又容易分離粗粒固體成份20。此時，若利用加溫器17對供應至離心分離機15的切斷粉漿13進行加溫，能夠提昇切斷粉漿13的流動性使分離更為容易。此外，如上述，當利用固定磨粒鋼線2以高速切斷矽材料4時，切斷時的熱會使切斷粉漿13的溫度上昇，但如上述是將溫度上昇的切斷粉漿13直接導入離心分離機15，因此利用該熱能夠提高上述離心分離機15的分離性能。

來自於分離液槽25的分離液22，是從膜過濾裝置28的一例即振動過濾機31的上述分離液導入流路36供應至濾器33，形成浮游粒子層40的同時進行振動過濾，然後良好的分離成回收冷卻劑30和微粒混合液29，該回收冷卻劑30是從濾液流出流路35取出供應至攪拌槽8，此外，微粒混合液29是從溢流液流路37取出循環供應至分離液槽25。

但是，即使執行如上述良好狀態下的過濾，但當持續進行過濾時，浮游的浮游粒子層40的層厚會逐漸變厚造成接近濾器33，導致濾器33的過濾性能降低。

當濾器33的過濾性能降低時，從上述流出流路46流出的回收冷卻劑30的流量會逐漸減少，但是如第2圖所示，因為回收冷卻劑30的流出流量是由上述過濾性能檢測手段47檢測，其檢測值會輸入至轉換控制器48，所以當過濾性能檢測手段47的過濾性能檢測值降低成設定值以下時，轉換控制器48就會對轉換閥42執行轉換使上述微粒混合液29經由開放流路45開放至分離液槽25。如此一來，厚厚成長在濾器33上的浮游粒子層40就會受到瞬間沖洗。此時，藉由關閉設置在回收冷卻劑30之流出流路46的阻斷閥49，就能夠使回收冷卻劑30全部成為微粒混合液29流下到分離液槽25，因此就能夠提高沖洗浮游粒子層40的作用。

由於浮游粒子層40沖洗後的濾器33的面恢復成乾淨的狀態，因此轉換控制器48就會再度對轉換閥42執行轉換使上述微粒混合液29流至具備有調整閥43的調整流路44。藉此，使濾器33上再度形成有良好狀態的浮游粒子層40能夠執行良好的過濾。

冷卻劑供應裝置6的攪拌槽8內，如上述供應有來自於流出流路46的回收冷卻劑30之同時，經由上述泵浦26下游的供給管27所分岐出來的分岐管54透過調整閥55供應有分離液22的一部份，再加上，上述攪拌槽8內，供應有新冷卻劑7’做為補充因蒸發等造成冷卻劑7減少的量，同時補充有在離心分離機15因比重大的成份與粗粒固體成份20一起被排出造成減少的成份，藉此進行成份調整。

於此，攪拌槽8，設有可對內部的冷卻劑7所含有的固體成份濃度進行檢測的濃度檢測手段56，透過流量調節器57對上述調整閥55進行調整，藉此控制供應至攪拌槽8之分離液22的量，使該濃度檢測手段56所檢測出的固體成份濃度保持在6～8重量%的範圍。經上述振動過濾機31分離的回收冷卻劑30幾乎可以說是不含有固體成份，因此將含有微粒的上述分離液22供應至攪拌槽8，藉此就能夠使攪拌槽8的冷卻劑7的固體成份濃度容易調整在6～8重量%的範圍。

如上述，將供應至固定磨粒鋼線2的冷卻劑7的固體成份濃度調整成6～8重量%，即使固定磨粒鋼線2保持高的切斷速度，還是能夠使矽材料4的切斷保持高品質的切斷面。其原因是，冷卻劑7的固體成份濃度為6～8重量%時的固體成份的平均粒徑約1μm，因此微粒的固體成份就不會妨礙到固定磨粒鋼線2的切斷，並且因為微粒的固體成份存在使切斷面能夠獲得順暢切斷。

如以上所述，因是將矽材料4切斷所產生的切斷粉漿13直接導入離心分離機15藉此分離成粗粒固體成份20和分離液22，將分離液22供應至膜過濾裝置28藉此分離成微粒混合液29和回收冷卻劑30，將上述離心分離機15所分離的分離液22的一部份和膜過濾裝置28所分離的回收冷卻劑30利用攪拌槽8進行攪拌藉此調整供應至固定磨粒鋼線2之冷卻劑7的固體成份濃度，所以能夠使供應至固定磨粒鋼線2之冷卻劑7的固體成份濃度精度良好管理在6～8重量%的範圍，因此，就能夠使固定磨粒鋼線2保持高的切斷速度。再加上，切斷粉漿13中的粗粒固體成份20是利用離心分離機15即刻去除，所以就能夠抑制矽切屑和冷卻劑7中的水份及添加物等產生反應形成膠凝作用或溶膠作用的問題，因此，從能夠防止凝塊的咬入問題能夠提昇矽材料4切斷面品質的結果來看，也就是能夠提昇固定磨粒鋼線2的切斷速度。

經上述振動過濾機31分離的微粒混合液29是透過調整流路44返回至分離液槽25，因此分離液槽25內的分離液22的微粒固體成份的濃度會歷時性上昇。

因此，將上述調整流路44的微粒混合液29(微粒固體成份)的一部份利用取出管58透過調節閥59取出供應至乾燥裝置60的同時，將上述離心分離機15所分離的粗粒固體成份20供應至上述乾燥裝置60進行乾燥。藉此，就能夠使分離液槽25內的分離液22的微粒固體成份的濃度保持成一定。

從乾燥裝置60乾燥產生的蒸氣所獲得的回收冷卻劑30’，是利用泵浦61供應至上述攪拌槽8。藉此，就能夠使切斷粉漿13所含有的冷卻劑大致全量做為回收冷卻劑30、30，回收加以再利用。

再加上，利用上述乾燥裝置60乾燥獲得的固體成份62經去除不純物後，就可做為矽原料有效再利用。

另，本發明的線鋸之冷卻劑管理方法及裝置，並不只限於上述的實施例，對於鋼線本體之固定磨粒鋼線的矽材料切斷方式並沒有限定，其他，只要不脫離本發明的主旨範圍理所當然是可加以各種變更。

1．．．線鋸本體

2．．．固定磨粒鋼線

4．．．矽材料

6．．．冷卻劑供應裝置

7．．．冷卻劑

8．．．攪拌槽(攪拌手段)

13．．．切斷粉漿

15．．．離心分離機

17．．．加溫器

20．．．粗粒固體成份

22．．．分離液

28．．．膜過濾裝置

29．．．微粒混合液

30．．．回收冷卻劑

30’．．．回收冷卻劑

31．．．振動過濾機

33．．．濾器

40．．．浮游粒子層

56．．．濃度檢測手段

57．．．流量調整器

60．．．乾燥裝置

62．．．固體成份

第1圖為表示實施本發明的線鋸之冷卻劑管理裝置的一實施例的概略方塊圖。

第2圖為表示膜過濾裝置一例的振動過濾機的概略方塊圖。

第3圖為表示振動過濾機的濾器過濾構造的剖面圖。

第4圖為表示濾器上形成有浮游粒子層狀態的說明圖。

1．．．線鋸本體

2．．．固定磨粒鋼線

3a、3b、3c．．．滾輪

4．．．矽材料

5．．．制動器

6．．．冷卻劑供應裝置

7．．．冷卻劑

7’．．．新冷卻劑

8．．．攪拌槽(攪拌手段)

9．．．冷卻劑供應管

10．．．泵浦

11．．．冷卻器

12．．．供應噴嘴

13．．．切斷粉漿

14．．．粉漿承接槽

15．．．離心分離機

16．．．粉漿供應管

17．．．加溫器

18．．．供應泵浦

19．．．旋轉體

19’．．．錐形部

20．．．粗粒固體成份

21．．．固體出口

22．．．分離液

23．．．側板

24．．．取出口

25．．．分離液槽

26．．．泵浦

27．．．供給管

28．．．膜過濾裝置

29．．．微粒混合液

30．．．回收冷卻劑

30’．．．回收冷卻劑

31．．．振動過濾機

32．．．容器

33．．．濾器

34．．．驅動馬達

35．．．濾液流出流路

36．．．分離液導入流路

37．．．溢流液流路

44．．．調整流路

46．．．流出流路(回收冷卻劑的流出流路)

54．．．分岐管

55．．．調整閥

56．．．濃度檢測手段

57．．．流量調整器

58．．．取出管

59．．．調節閥

60．．．乾燥裝置

61．．．泵浦

62．．．固體成份

Claims (15)

1. 一種線鋸之冷卻劑管理方法，其是對鋼線芯材表面固定有鑽石磨粒的固定磨粒鋼線供應冷卻劑進行矽材料切斷的線鋸之冷卻劑管理方法，其特徵為：將切斷矽材料後的切斷粉漿導入離心分離機藉此分離成粗粒固體成份和分離液，將上述離心分離機所分離的分離液供應至膜過濾裝置藉此分離成微粒混合液和回收冷卻劑，將上述離心分離機所分離的分離液的一部份和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑利用攪拌手段進行攪拌後再度供應至上述固定磨粒鋼線。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的線鋸之冷卻劑管理方法，其中，調整對上述離心分離機所分離的分離液和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑之攪拌手段供應的供應比率，藉此使上述攪拌手段攪拌的冷卻劑的固體成份濃度保持在6～8重量%。
3. 如申請專利範圍第1項所記載的線鋸之冷卻劑管理方法，其中，對供應至上述離心分離機的切斷粉漿進行加熱。
4. 如申請專利範圍第2項所記載的線鋸之冷卻劑管理方法，其中，對供應至上述離心分離機的切斷粉漿進行加熱。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所記載的線鋸之冷卻劑管理方法，其中，將上述離心分離機所分離的粗粒固體成份和膜過濾裝置所分離的微粒混合液供應至乾燥裝置進行乾燥，將經過乾燥從蒸氣獲得的冷卻劑供應至上述攪拌手段。
6. 如申請專利範圍第5項所記載的線鋸之冷卻劑管理方法，其中，將經過上述乾燥裝置乾燥所獲得的固體成份做為矽原料加以再利用。
7. 一種線鋸之冷卻劑管理裝置，其是對鋼線芯材表面固定有鑽石磨粒的固定磨粒鋼線供應冷卻劑進行矽材料切斷的線鋸之冷卻劑管理裝置，其特徵為，具有：導入有利用上述固定磨粒鋼線切斷矽材料後的切斷粉漿藉此使切斷粉漿分離成粗粒固體成份和分離液的離心分離機；導入有上述離心分離機所分離的分離液藉此使該分離液分離成回收冷卻劑和微粒混合液的膜過濾裝置；及導入有上述離心分離機所分離的分離液一部份和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑然後進行攪拌，將攪拌後的冷卻劑供應至上述固定磨粒鋼線的冷卻劑供應裝置。
8. 如申請專利範圍第7項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，具有對從離心分離機供應至冷卻劑供應裝置的分離液流量進行調節的流量調節器，藉此使導入有上述離心分離機所分離的分離液和膜過濾裝置所分離的回收冷卻劑然後進行攪拌之冷卻劑供應裝置的冷卻劑固體成份濃度保持在6～8重量%。
9. 如申請專利範圍第7項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，具有對供應至上述離心分離機的切斷粉漿進行加熱的加熱器。
10. 如申請專利範圍第8項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，具有對供應至上述離心分離機的切斷粉漿進行加熱的加熱器。
11. 如申請專利範圍第7項至第10項任一項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，上述膜過濾裝置，構成為在振動的濾器供應有分離液使濾器上形成有浮游粒子層，藉此將分離液分離成回收冷卻劑和粒子濃縮後的微粒混合液之振動過濾機。
12. 如申請專利範圍第7項至第10項任一項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，具有構成導入有上述離心分離機所分離的粗粒固體成份和膜過濾裝置所分離的微粒混合液然後進行乾燥，再將經過乾燥從蒸氣獲得的冷卻劑供應至上述冷卻劑供應裝置的乾燥裝置。
13. 如申請專利範圍第11項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，具有構成導入有上述離心分離機所分離的粗粒固體成份和膜過濾裝置所分離的微粒混合液然後進行乾燥，再將經過乾燥從蒸氣獲得的冷卻劑供應至上述冷卻劑供應裝置的乾燥裝置。
14. 如申請專利範圍第12項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，構成為將經過上述乾燥裝置乾燥所獲得的固體成份取出做為矽原料。
15. 如申請專利範圍第13項所記載的線鋸之冷卻劑管理裝置，其中，構成為將經過上述乾燥裝置乾燥所獲得的固體成份取出做為矽原料。