一种晶片切割供液系统及供液方法

技术领域

本发明涉及切割液处理技术领域，具体涉及一种晶片切割供液系统及供液方法。

背景技术

随着光伏太阳能市场的发展变化，太阳能电池不断地向高效率低成本发展，单晶硅作为适合的半导体材料，在光伏太阳能发电行业有广泛的应用。当前光伏行业，采用金刚线技术进行硅片切割，切割过程中使用水溶性冷却液进行排渣与降温，现有的冷却液供液方式通常为离线切割和大循环供液两种方式。具体的，离线切割是指在切片机的供液缸中，按一定比例配置冷却液溶液，切割过程中溶液在供液缸内循环使用，切割完成后废弃，进行污水处理；大循环供液是指通过外置配液罐配置好冷却液溶液，通过泵抽送一定量的溶液至切片机的供液缸，切割过程中溶液在供液缸内循环使用，切割完成后的废液排放至收集池，再通过泵抽送至压滤设备并在压滤后进入配液罐，进行PH、浓度调节，重复使用。

以上两种供液方式均为冷却液在切片机的供液缸内循环使用，也即采用切片机供液内循环模式。随着切割的进行，供液缸内硅粉浓度逐步升高，在切割过程中，部分硅粉会在切片机供液缸或切片机其他零部件内形成固化沉淀，造成切割过程中跳线、断线，同时每次切割完毕需使用一定时间进行冲洗，并且每隔一定切割刀次需要进行一次彻底清洗，浪费时间，影响切割效率。并且，由于冷却液中硅粉的浓度较高，冷却液在使用过程中冷却液中的硅粉会附着在硅片表面，因此，在硅片清洗工序需延长喷淋冲洗时间、以及增加化学清洗药剂用量进行清洗，造成水资源的浪费及成本增加。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中晶片切割过程中冷却液晶粉浓度高，造成时间与成本浪费的缺陷，从而提供一种晶片切割供液系统及供液方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种晶片切割供液系统，包括：切片结构；供液结构，所述供液结构的供液端通过过滤结构与所述切片结构的进液端相连通，所述切片结构的排液端与所述供液结构的集液端相连通；调节系统，设置于所述供液结构的下游，所述调节系统适于接收所述供液结构的排放端排放的含粉冷却液，并对含粉冷却液过滤及调配后，由所述供液结构的回流端返回所述供液结构。

可选地，所述调节系统包括压滤结构，所述压滤结构位于所述供液结构的下游，所述压滤结构适于对所述供液结构排放的含粉冷却液进行压滤。

可选地，所述调节系统还包括调配结构，所述调配结构位于所述压滤结构的下游，所述调配结构适于将压滤后的冷却液调配形成初始冷却液。

可选地，所述调节系统还包括废液罐，所述废液罐的进液端与所述供液结构的排放端相连通，所述废液罐的排液端与所述压滤结构相连通。

可选地，所述调节系统还包括中转罐，所述中转罐的进液端与所述压滤结构相连通，所述中转罐的排液端与所述调配结构相连通。

可选地，所述调节系统还包括成品罐，所述成品罐的进液端与所述调配结构相连通，所述成品罐的排液端与所述供液结构的回流端相连通。

本发明还提供了一种晶片切割供液方法，包括：在切片结构切割过程中，供液结构内的冷却液经过滤结构过滤后通入至切片结构，使用后的含粉冷却液由切片结构重新返回至供液结构内，通过供液结构为切片结构循环供液；供液结构内的含粉冷却液排放至调节系统，通过调节系统对含粉冷却液进行过滤和调配形成初始冷却液，并重新通入至供液结构内。

可选地，含粉冷却液排放至调节系统的流量与初始冷却液重新通入至供液结构的流量相同。

可选地，供液结构内的含粉冷却液经过压滤结构进行压滤，压滤后的冷却液容量保留至原有含粉冷却液容量的80％-90％。

可选地，压滤后的冷却液通入调配结构内，在调配结构内补入冷却液原液和去离子水，使调配后的冷却液的PH值范围为5.5-7，电导率小于20us/cm，冷却液浓度范围为1.2％-1.8％。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的一种晶片切割供液系统，在切片结构切割晶片过程中，使用供液结构为切片结构提供冷却液，使用完成的冷却液再流回至供液结构，并且，使用调节系统将供液结构内使用后的冷却液引出并进行调配，再将调配后的冷却液重新通入供液结构以供切割过程使用，因此，能够保证供液结构内的冷却液具有较低的晶粉粉末浓度，并且降低了对切片结构以及切割后的晶片的清洗难度，节约时间和成本。

2.本发明提供的一种晶片切割供液系统，利用压滤结构对含粉冷却液进行压滤，能够去除含粉冷却液中的晶粉粉末，并将部分污水引出，以为后续冷却液的调配做好准备。

3.本发明提供的一种晶片切割供液系统，通过调配结构在压滤后的冷却液内补入冷却液原液和去离子水，以将冷却液调配至初始状态，保证冷却液处于适当的使用状态。

4.本发明提供的一种晶片切割供液系统，通过设置废液罐、中转罐以及成品罐，以对各个部件的工作效率进行调节，保证系统使用的顺畅性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施例1提供的晶片切割供液系统的连接结构示意图；

图2示出了本发明的实施例1提供的晶片切割供液系统的整体结构示意图。

附图标记说明：

10、切片结构；11、排液阀门；20、供液结构；21、供液端；22、集液端；23、排放端；24、回流端；30、过滤结构；40、调节系统；41、压滤结构；411、压滤供液泵；42、调配结构；421、调配供液泵；43、废液罐；431、废液回收泵；44、中转罐；441、中转供液泵；45、成品罐；451、成品供液泵；50、电磁阀；60、原液储存罐；70、去离子水储存罐；80、污水处理站。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1和图2所示的晶片切割供液系统的一种具体实施方式，以对硅片进行切割为例。晶片切割供液系统包括：切片结构10、供液结构20和调节系统40，供液结构20具有供液端21、集液端22、排放端23和回流端24，调节系统40设置于供液结构20的下游。供液结构20的供液端21通过过滤结构30与切片结构10的进液端相连通，切片结构10的排液端与供液结构20的集液端22相连通。调节系统40能够接收供液结构20的排放端23排放的含硅冷却液，并对含硅冷却液过滤及调配后，由供液结构20的回流端24返回供液结构20。

在切片结构10切割硅片过程中，使用供液结构20为切片结构10提供冷却液，使用完成的冷却液再流回至供液结构20，并且，使用调节系统40将供液结构20内使用后的冷却液引出并进行调配，再将调配后的冷却液重新通入供液结构20以供切割过程使用，因此，能够保证供液结构20内的冷却液具有较低的硅粉浓度，并且降低了对切片结构10以及切割后的硅片的清洗难度，节约时间和成本。

值得说明的是，通过设置调节系统40在线调节供液结构20内的冷却液，保证流经切片结构10的冷却液一直处于低浓度硅粉状态，切片结构10更易于冲洗，减少设备清洗时间，平均每刀可节省5-10min时间，提高生产效率；并且，硅片切割后，硅片表面残留硅粉少，可降低硅片清洗工序的清洗难度，提高硅片表面质量，并且节约水资源以及成本。

在本实施例中，晶片切割供液系统用于硅片切割以及为硅片切割过程提供冷却液，因此，切割产生的晶粉即为硅粉，含粉冷却液即为含硅冷却液。

值得说明的是，晶片切割供液系统也可以对其他材质的晶片进行切割及供液，例如蓝宝石、碳化硅片等其他需要切割成衬底的晶片。

在本实施例中，切片结构10为切片机，过滤结构30为精滤泵，供液结构20为供液池。

值得说明的是，如图2所示，精滤泵可为多台切片机提供过滤后的冷却液，具体的，精滤泵通过供液主管路分别连通多个供液支管路，多个供液支管路与多台切片机一一对应设置，每个供液支管路上安装有电磁阀50，通过控制电磁阀50开度以控制流量大小，流量大小设定根据硅片规格进行设置。并且，每个切片机通过排液支管路进行排液，各个排液支管路同时连接排液主管路，排液主管路再与供液池的集液端22连通。

需要进一步说明的是，现有技术中，切片机通常包括供液缸。在本实施例中，上述的排液支管路即为供液缸的排液管路，在切割过程中，供液缸的排液阀门11处于完全开启状态，也即，冷却液不在供液缸内进行内循环，而是边切割边排放，将供液缸作为冷却液的流通管路使用。

如图1和图2所示，调节系统40包括压滤结构41，压滤结构41位于供液结构20的下游，压滤结构41适于对供液结构20排放的含硅冷却液进行压滤，能够去除含硅冷却液中的硅粉，并将部分污水引出，以为后续冷却液的调配做好准备。

如图1和图2所示，调节系统40还包括调配结构42，调配结构42位于压滤结构41的下游，调配结构42适于将压滤后的冷却液调配形成初始冷却液。通过调配结构42在压滤后的冷却液内补入冷却液原液和去离子水，以将冷却液调配至初始状态，保证冷却液处于适当的使用状态。

在本实施例中，压滤结构41为压滤机，调配结构42为调配罐。

在本实施例中，如图2所示，冷却液原液设置于原液储存罐60中，去离子水设置于去离子水储存罐70中，原液储存罐60和去离子水储存罐70通过加液泵和加液控制系统与调配罐相连通。

值得说明的是，通过调节压滤机的处理量，可调节供液池中冷却液的硅粉浓度处于一定范围内，使硅粉浓度一直处于较低状态，降低切割过程中断线、跳线等异常情况的发生。

在本实施例中，如图1和图2所示，供液结构20和压滤结构41之间设置有废液罐43，废液罐43的进液端与供液结构20的排放端23相连通，废液罐43的排液端与压滤结构41相连通。压滤结构41与调配结构42之间设置有中转罐44，中转罐44的进液端与压滤结构41相连通，中转罐44的排液端与调配结构42相连通。调配结构42的下游连通设置有成品罐45，成品罐45的进液端与调配结构42相连通，成品罐45的排液端与供液结构20的回流端24相连通。

通过设置废液罐43、中转罐44以及成品罐45，以对各个部件的工作效率进行调节，保证系统使用的顺畅性。

值得说明的是，废液罐43、中转罐44和成品罐45均可以设置有一个或者若干个备用罐。

实施例2

本实施例提供了晶片切割供液方法的一种具体实施方式，应用于实施例1的晶片切割供液系统，包括如下步骤：

在切片结构10切割过程中，供液结构20内的冷却液经过滤结构30过滤后通入至切片结构10，使用后的含硅冷却液由切片结构10重新返回至供液结构20内，通过供液结构20为切片结构10循环供液；

供液结构20内的含硅冷却液排放至调节系统40，通过调节系统40对含硅冷却液进行过滤和调配形成初始冷却液，并重新通入至供液结构20内。

在本实施例中，供液池通过管路与精滤泵相连，在精滤泵中完成对冷却液的简单处理，去除冷却液中的大颗粒杂质、絮状物等。并且，定期更换精滤泵过滤袋，可每3小时至4小时更换一次，将压差控制在小于0.4Bar范围内，超出范围要及时更换过滤袋或切换备用精滤泵，根据切割的硅片规格和切片机数量，供液流量≥160L/min/台。

在本实施例中，如图2所示，供液池通过管路与废液罐43相连，通过废液回收泵431将供液池内的含硅冷却液抽至废液罐43。

值得说明的是，根据硅片规格和切片机的数量，废液回收泵431抽取的含硅冷却液的流量每台每小时≥400L。

在本实施例中，如图2所示，废液罐43通过管路、压滤供液泵411与压滤机相连，压滤机分别再与污水处理站80、中转罐44相连。压滤后的冷却液容量保留至原有的含硅冷却液的80％-90％，并通过中转供液泵441排至中转罐44，其余部分直接排放至污水处理站80，即对原有含硅冷却液压滤后进行10％-20％的置换，并对压滤后的硅泥进行处理。因此，能够实现对部分冷却液的重复利用，降低污水处理压力，减少水资源的使用，降低生产成本。

值得说明的是，压滤机型号根据切片机台数、硅片规格、硅粉浓度等方面的最大处理量进行选型。

在本实施例中，如图2所示，中转罐44通过管路、调配供液泵421与调配罐相连。压滤后的冷却液进入调配罐中，并在调配罐中补入去离子水和冷却液原液，使调配后的冷却液的PH值范围为5.5-7，电导率小于20us/cm，冷却液浓度范围为1.2％-1.8％。

在本实施例中，如图2所示，经调配罐调配完成的初始冷却液通入成品罐45中，成品罐45通过管路、成品供液泵451与供液池相连，通过成品供液泵451将调配后的冷却液重新通入供液池，并且，成品供液泵451的供液流量与废液回收泵431的抽取流量大小一致，以维持整个系统供液平衡。

值得说明的是，在切割完成后，需要对切片机进行冲洗时，可以使用供液池内经精滤泵过滤后的冷却液进行冲洗，也即不向系统内引入其余液体，以保证系统的供液平衡。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1.通过供液结构为切片结构循环供液，通过调节系统对供液结构内的冷却液进行在线调节，两套系统相互独立又相互影响，可对供液结构内的晶粉浓度进行控制，使其处于低浓度状态；

2.降低了对切片结构以及切割后的晶片的清洗难度，节约时间和成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。