[发明专利]一种金刚线切割晶体硅生产线及其用水系统

说明书

本发明涉及一种金刚线切割晶体硅生产线，所述金刚线切割晶体硅生产线包括：(i)金刚线切割晶体硅单元，包括至少一台线切机，所述线切机具有一个储存循环水的储水罐，所述储水罐连接第一试剂罐和第二试剂罐；(ii)废水收集系统；(iii)废水处理系统；(iv)供水系统。本发明通过在金刚线切割晶体硅线切机的储水罐选择性调控循环水，能够实现根据线切机的工作状态分别调控不同线切机循环水组成的目的，所述调节能够实现针对线切机工作状态适当调节组成，避免过度加入试剂造成生产用水过度富集某一组分的问题。

技术领域

本发明属于金刚线切割晶体硅技术领域，具体涉及一种金刚线切割晶体硅生产线的用水方法及用水系统。

背景技术

金刚石线锯切割(金刚线切割)相比砂线切割具有显著的成本优势，主要表现在切割产能高、环境污染小、锯缝硅料损失少等方面。

金刚石线锯切割过程中使用纯水冷却锯缝，清洁、分散切割下来的硅粉。在纯水中添加含分散剂、渗透剂等的冷却液增强清洁分散效果；相比砂线(使用聚乙二醇分散碳化硅刃料进行切割)，金刚石线锯对切割过程的环境湿度无要求，但是因切割线速高，钢线对异物的容忍度低，线网、导轮、导线轮、循环水及其管道等部位的硅粉沉积、异物沾染会在切割过程中带来严重的钢线扰动，损伤硅片表面，拉低切割良率。所以，下棒后每刀都需要用大量的纯水清洁设备，金刚石线锯切割的用水工艺和设备清洁方法与切割的良品率直接相关。

现有技术中，金刚石线锯切割的用水方法之一包括如下步骤：

(1)切割结束后，放空冷却液循环缸，通过外接软管，冲洗加工室、线网、导轮、导线轮等部位，设备清洗干净后，将冷却液循环缸拆下，拉至清洗区冲洗干净；

(2)装载冷却液缸，关闭排水阀，放水，打开线切机管道的内外循环，通过放水-循环过水-换水-循环过滤的方法反复清洁线切机热交换器和设备管道，每次循环需要3～5min，一般重复1～2次；

(3)设备清洁后，重新放水，加药剂，热机，开切；

(4)上述添加有药剂的切割用水和清洁用水混合排至回收系统，通过压滤、或者压滤-陶瓷膜过滤的方法回收，循环使用。

所述用水方法之一具有如下问题：

(1)切割后废水集中排放，集中用水，排水和用水峰值过大，回收水的制造能力和存储能力需满足峰值制程要求；峰值与闲时排放的废水中，硅粉和药剂浓度差异大，供水质量波动，存在使用隐患；

(2)切割加工中后期，循环水的硅粉含量高，易沉积，造成设备清洁困难大，耗时长，用水量大。

本领域为了解决上述问题开发了联动循环用水的方法之二，具体包括如下步骤：

(1)切割过程中，线切机冷却液循环缸和废水循环回收系统连通，添加有一定浓度药剂的回收水，通过流量计，以一定流量，自循环液缸底部持续给线切机补水。循环液缸顶部溢流阀门打开，补水和溢流同时进行，切割结束后，冲洗、清洁线切机加工室、管道，溢流为持续状态，每7天清洗一次冷却液循环缸；

(2)在回收系统端补充药剂和纯水，以COD值判定药剂和纯水的补充量，检测合格后供应线切机。

所述用水方法之二存在如下技术问题：

废水经过循环系统压滤、陶瓷膜过滤等二级处理后，冷却液中消泡剂、分散剂、渗透剂等成分的去除率不尽相同，需要通过COD浓度进行大致表征，但是COD浓度单次测试耗时长，一般≥40min，药剂浓度调节滞后，无法快速判断循环水是否合格。

此外，由于废水处理过程处理废液不彻底，造成某些物质容易富集，比如消泡剂富集明显：废水处理过程中无法确认处理后的生产用水中消泡剂的余量，只能当做不含有消泡剂来处理，重新加入新的配方量的消泡剂，从而造成多次循环后，消泡剂富集明显。