專利名稱：一種回收硅片多線切割過程中產(chǎn)生的廢漿料的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種回收硅片多線切割過程中產(chǎn)生的廢漿料的方法，具體而言，涉及分開回收廢漿料中的廢砂漿和洗機廢液的方法。
背景技術(shù)：
目前，晶體硅片生產(chǎn)的主要方式是多線切割，它有極高的生產(chǎn)效率及出片率。多線切割機是將金屬線纏繞在導線輪上，驅(qū)動導線輪和單晶棒作相對運動，砂漿磨削，冷卻達到磨切晶片的目的。多線切割的原理是通過一根高速運動的金屬線帶動附著在金屬絲上的切割刃料(又稱研磨劑)對硅棒進行摩擦，從而達到切割效果。在切割過程中，金屬線通過十幾個 導線輪的引導，在主線輥上形成一張線網(wǎng)，而待加工工件通過工作臺的下降實現(xiàn)工件的進給。硅片多線切割技術(shù)與其他技術(shù)相比有效率高，產(chǎn)能高，精度高等優(yōu)點，是目前采用最廣泛的硅片切割技術(shù)。把切割研磨劑帶到并附著在金屬線表面需要切割液，通常是聚乙二醇(含有少量的水，比如2%左右)，它對碳化硅有分散作用，使碳化硅顆粒變成游離態(tài)，并附著在金屬線上，另外，切割液還在切割過程中有冷卻作用，把切割產(chǎn)生的熱量及時帶走。切割研磨劑和切割液的混合物稱為砂漿。在切割前，需要配好砂漿，切割時加入切割機進行切割。當多線切割結(jié)束后，原有的切割研磨劑和切割液會變成“廢砂漿”的主要成分，“廢砂漿”還含有切縫所產(chǎn)生的晶體硅粉。從“廢砂漿”中可以回收部分的切割研磨劑和切割液，現(xiàn)已有多項專利涉及該回收過程。但這些過程都是一個高耗能高污染和高成本的過程。另外，當多線切割機完成一定次數(shù)的切割周期后，在其切割室及砂漿的流動管道中，會沉積顆粒度比較小的碳化硅顆粒及切縫產(chǎn)生的晶體硅粉，這時，需要向切割機內(nèi)導入切割液進行“洗機”，這是實際生產(chǎn)過程中必不可少的一個機器保養(yǎng)過程。相對于40-60wt%的切割產(chǎn)生的“廢砂漿”的固體含量，洗機后產(chǎn)生的廢液(洗機廢液)中的固體(切割研磨劑和晶體硅粉)含量比較低，只有6-15wt%，洗機廢液易于回收，且對于洗機用切割液的性能要求遠遠低于對切割過程所使用的切割液的性能要求。但現(xiàn)階段，多線切割廠家都把洗機廢液與切割“廢砂漿”混合在一起(通常稱作廢漿料)進行處理，成本較高。切割“廢砂漿”的固體含量為40-60被％，而且在切割過程中對切割研磨劑和切割液的要求較高，比如切割研磨劑要求比較嚴格的顆粒度分布，純度等；切割液要求一定的粘度、電導率、PH值、透明度等。而洗機廢液的固體含量為6-15wt%，洗機用切割液含量較高，且對洗機用切割液的性能要求較低，這樣，可以先把洗機廢液中大部分的洗機用切割液先回收出來，再把剩余的固體含量很高的混合廢液混在正常廢液中再進行回收?；厥盏玫降南礄C用切割液可以用于洗機，這樣可以大大降低了傳統(tǒng)方法回收這部分切割液的成本。且洗機廢液中的固體無回收價值，只有洗機時所使用的切割液有回收價值，如果將洗機廢液混入“廢砂漿”則會額外增加處理固體顆粒的成本。另外，在洗機過程中對其所使用的切割液的性能要求并不高，所以對回收得到的切割液的性能要求也不高(主要是粘度和固體含量要求)。因此，相對于切割“廢砂漿”，洗機廢液具有固體含量較低且易回收的特征，及對回收產(chǎn)物的性能要求不高，使得其回收成本較低。如果將洗機廢液混入切割“廢砂漿”中，就會使得回收的成本升高，效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述思路，本發(fā)明提出了一種回收多線切割過程中產(chǎn)生的廢漿料的方法，該方法對洗機廢液和廢砂漿分別進行處理。由于在切割過程中，對切割砂漿和洗機用切割液的要求不同，可以對洗機廢液和廢砂漿分別進行回收，這樣可以有效地降低回收成本。本發(fā)明所述的回收廢漿料的方法包括如下步驟I)將在多線切割過程中產(chǎn)生的廢砂漿和洗機廢液分別導入不同的容器中，分別得到廢砂漿和洗機廢液； 2)使用固液分離裝置處理洗機廢液，回收得到洗機用切割液；3)將在步驟2)中產(chǎn)生的固體殘渣加入廢砂漿中，并回收處理混合后的廢砂漿。可以按照常規(guī)的方法回收處理廢砂漿，例如可以按照中國專利公開CNlO1513753A披露的回收方法進行回收處理，在此將公開的內(nèi)容以整體引用的方式并入本文。由于對回收的洗機用切割液的性能要求不高，所以可以使用常規(guī)的固液分離裝置來回收處理洗機廢液，這些固液分離裝置包括，但不限于，板框式壓濾機；使用膜過濾的設備，例如使用中孔纖維、有機膜或陶瓷膜過濾的設備；沉降式離心機；和過濾式離心機等，在回收處理過程中可以使用單個的設備，或者使用兩種以上設備的組合。由于對在多線切割過程中使用的砂漿和洗機用切割液有不同的性能要求，對洗機用切割液的要求相對較低，而對砂漿的要求相對較高，本發(fā)明的方法充分利用了這一點，對洗機廢液與廢砂漿分開進行回收處理，這就大大降低了回收成本，由于洗機廢液的處理是較為簡單的過濾或沉降過程，不會消耗大量的能源，又不會產(chǎn)生污染，而廢砂漿的回收處理處理十分復雜，需要大量的能源并產(chǎn)生了大量的污染，分開回收處理有利于降低能耗和保護環(huán)境。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體的實例來進一步描述本發(fā)明，下面的實例僅用于闡述本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明。實施例I按照如下的步驟分別回收多線切割過程中產(chǎn)生的廢漿料I)將在多線切割過程中產(chǎn)生的廢砂漿和洗機廢液分別導入不同的容器中，分別得到廢砂漿和洗機廢液；2)使用濾布為微米級濾布的板框式壓濾機(杭州興源過濾科技股份有限公司生產(chǎn)的BAMY10/870-UBK板框式壓濾機，采用微米級濾布)處理洗機廢液，得到洗機用切割液和過濾后的混合漿料；3)將在步驟2)中得到的過濾后的混合漿料加入廢砂漿中，并回收處理混合后的廢砂漿。
其中，在步驟2)中回收得到較為純凈的洗機用切割液，其固體含量O. 5wt%左右，且洗機用切割液的主要指標“粘度”并無變化。所以，該回收得到的洗機用切割液符合洗機的要求，可用于洗機過程。通過板框式壓濾機回收的洗機用切割液的回收率高達90%以上。步驟3)的回收步驟中采用本領域內(nèi)常用的回收手段，具體地為使用高速臥式離心機(南京五創(chuàng)機械制造有限公司)將混合后的廢砂漿進行高速離心(3000r/min)，得到一級固體顆粒和一級懸浮液；接著，使用濾布為微米級濾布的板框式壓濾機(杭州興源過濾科技股份有限公司生產(chǎn)的BAMY10/870-UBK板框式壓濾機，采用微米級濾布)對一級懸浮液進行板框壓濾，得到二級懸浮液和二級固體顆粒；對二級懸浮液依次進行微孔過濾(深圳恒通源水處理科技有限公司公司生產(chǎn)的O. I微米孔徑微孔有機膜設備過濾)、離子交換處理(多次通過強酸陽離子交換樹脂柱(天原上海樹脂廠有限公司，型號001X7)、強堿陰離子離子交換樹脂柱(天原上海樹脂廠有限公司，型號=201X7)，使得處理后的濾液的電導率為小于5μ S/cm(25°C ))、適當?shù)卣麴s使得水含量低于O. 5%從而得到聚乙二醇；收集一級和二級固體顆粒，用堿洗和酸洗的方法去除固體表面的雜質(zhì)，烘干后用干法分級篩選合適粒徑的SiC顆粒。以上回收得到的聚乙二醇在粘度、金屬離子含量、含水量、折光率等方面都接近于市售的聚乙二醇，適合用于配制切割液。選擇粒徑為6. 5微米 24微米之間的SiC顆粒，該粒度分布滿足多晶硅線切割的要求，并且其雜質(zhì)含量也接近于市售的SiC顆粒。實施例2除了使用有機膜過濾設備(深圳恒通源水處理科技有限公司公司生產(chǎn))代替步驟
2)中使用的板框式壓濾機之外，以與實施例I相同的方式回收多線切割過程中的廢漿料。從所述步驟2)中回收得到的洗機用切割液的固體含量在O. 5wt%左右，粘度也無變化，回收得到的洗機用切割液符合洗機的要求，可用于洗機過程。通過有機膜過濾設備回收的洗機用切割液的回收率為70-90%。在步驟3)中使用的回收方法與實施例I的步驟3)中的方法相同。該步驟回收到的得到的聚乙二醇在粘度、金屬離子含量、含水量、折光率等方面都接近于市售的聚乙二醇；選擇粒徑為6. 5微米 24微米之間的SiC顆粒，該粒度分布滿足多晶硅線切割的要求，并且其雜質(zhì)含量也接近于市售的SiC顆粒。實施例3 除了使用50nm氧化鋁陶瓷膜過濾設備(南京久吾高科股份有限公司生產(chǎn))代替步驟2)中使用的板框式壓濾機之外，以與實施例I相同的方式回收多線切割過程中的廢漿料。從所述步驟2)中回收得到的洗機用切割液的固體含量在O. 05Wt%，粘度微有降低，回收得到的用于洗機的切割液符合洗機的要求，可用于洗機過程。通過50nm氧化鋁陶瓷膜過濾設備回收的洗機用切割液的回收率為50-70 %。在步驟3)中使用的回收方法與實施例I的步驟3)中的方法相同。該步驟回收到的得到的聚乙二醇在粘度、金屬離子含量、含水量、折光率等方面都接近于市售的聚乙二醇；選擇粒徑為6. 5微米 24微米之間的SiC顆粒，該粒度分布滿足多晶硅線切割的要求，并且其雜質(zhì)含量也接近于市售的SiC顆粒。實施例4
除了使用臥式螺旋沉降離心機(南京五創(chuàng)機械制造有限公司生產(chǎn)的LW450型)代替步驟2)中使用的板框式壓濾機之外，以與實施例I相同的方式回收多線切割過程中的廢漿料。從所述步驟2)中回收得到的洗機用切割液的固體含量為l-5wt%，粘度無變化，回收得到的用于洗機的切割液符合洗機的要求，可用于洗機過程。通過臥式螺旋沉降離心機回收的洗機用切割液的回收率為60-70%。在步驟3)中回收到的得到的聚乙二醇在粘度、金屬離子含量、含水量、折光率等方面都接近于市售的聚乙二醇；選擇粒徑為6. 5微米 24微米之間的SiC顆粒，該粒度分布滿足多晶硅線切割的要求，并且其雜質(zhì)含量也接近于市售的SiC顆粒。上面只是示例性地列出幾種回收洗機廢液的設備，在具體實施中可以使用其中單一的設備，或者兩種以上設備的組合。盡管已對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但是對本領域的技術(shù)人員顯而易見 的是，在不偏離如在權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可以作出各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種回收硅片多線切割過程中產(chǎn)生的廢漿料的方法，其特征在于，包括如下步驟 1)將在多線切割過程中產(chǎn)生的廢砂漿和洗機廢液分別導入不同的容器中，分別得到廢砂漿和洗機廢液； 2)使用固液分離裝置處理洗機廢液，回收得到洗機用切割液； 3)將在步驟2)中產(chǎn)生的固體殘渣加入廢砂漿中，并回收處理混合后的廢砂漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述固液分離裝置為選自板框式壓濾機、使用膜過濾的設備、沉降式離心機和過濾式離心機的一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述使用膜過濾的設備為使用中孔纖維、有機膜或陶瓷膜過濾的設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回收硅片多線切割過程中產(chǎn)生的廢漿料的方法，具體而言，涉及分開回收廢漿料中的廢砂漿和洗機廢液的方法。與本領域內(nèi)常規(guī)的回收方法相比，通過分開回收處理洗機廢液和廢砂漿，大大降低了回收成本，提高了回收效率。
文檔編號B28D7/00GK102962905SQ201110256659
公開日2013年3月13日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者孟濤 申請人:鎮(zhèn)江仁德新能源科技有限公司