一、半導體行業硅片/石英/陶瓷切削液使用所面臨的問題和挑戰
在半導體行業硅片、石英、陶瓷的切削和磨削加工中,切削液常混入大量微小且堅硬的粉末顆粒。這些粉末不僅易堵塞過濾設備,導致頻繁維護和更換,增加生產成本,影響設備稼動率,還對設備造成磨損和腐蝕,縮短使用壽命。傳統過濾方法難以有效分離這些細小顆粒,導致切削液更換頻繁,生產和環保成本高。同時,切削液中的雜油和菌落也一直困擾著制造企業。
各材料生產過程中顆粒物粒徑及面臨的痛點:
半導體企業在生產中遇到的雜油、菌落痛點:
二、傳統的過濾方法:
1、板框壓濾法:板框壓濾容易堵塞進料口,處理量小,濾餅難以取出,濾布消耗大,易碎,占地和沖洗水量大;
2、袋式過濾法:袋式過濾的過濾精度有限,并且需要頻繁更換和維護。
3、刮刀離心過濾法:過濾精度只能達到10μm,單次過濾效率<60%,設備維護繁瑣。
三、路弘科技粉末精密過濾解決方案
濾餅過濾法:通過濾餅過濾原理,液體經過濾布時,固體物質逐步集聚在濾布表面,形成“濾餅層”,阻止顆粒雜質的逃逸,使濾液變清。系統會根據壓力傳感器信號進行反吹脫餅作業,重新構建新“濾餅層”,確保高效過濾效果;
四、路弘科技除油、除菌解決方案
路弘科技以自研水力空化為核心技術,結合多級過濾、共聚氣浮、流體切割等多項技術手段,在水力學切割、高低壓瞬間轉換管作用下,將切削液完成多相(水、油、題粒物)結合態聚團相變,從根本上解決傳統技術無法有效分離多相結合態聚團的難題同時通過純物理方式系菌除臭,最終實現切削液資源化再利用。
高效除油破水包油
油在液體體系中主要有三種形態:浮油、懸浮油和水包油,水包油是油水分離的難點,由于油的表面有水殼,基本無法從液體體系中分離。傳統的破水包油方式主要是:加熱高溫破水包油和化學藥劑破水包油。
水力空化破水包油機理:
水力空化產生的高壓、沖擊波、微射流使油水界面膜受到擠壓或沖擊而破壞,局部產生的高溫,也有助于破水包油。
伴隨水力空化過程中,微氣泡的產生、長大,被打散的細小油滴以微小氣泡微載體再次聚集,并伴隨微氣泡的快速上浮而上浮,從而加速體系中水包油向浮油的轉變,加快并實現水包油的去除。
優點:
1)物理破水包油,不存在化學污染。
2)常溫破水包油,能量消耗小,節能減碳。
3) 破水包油效率高,可快速實現油水分離。
高效物理殺菌
國內外大量的研究證明:水力空化技術具有高效的殺菌效能。
水力空化的殺菌機理與空泡潰滅過程中產生的機械、熱、光、生物等效應有關:
1、機械效應:
空化泡澳滅時產生高速水射流和巨大沖擊力使流體介質產生機械效應,分子發生振動,當湍動的能量達到一定程度后可使細胞壁破裂,并對細胞器進行分解。
2、熱效應:
空化泡潰滅瞬間,產生局部高溫、高壓。“熱點”效應還能引起湍流、微擾、沖擊波與微射流等。這些能殺滅微生物。
3、生物效應:
生物效應是包括空化過程產生的氧化性物質(-0H自由基等)對細胞的殺傷作用,水力空化會產生一定數量的具有高的氧化電極、電負性或親電性的 H202、-OH 自由基等物質或基團能直接作用于細胞膜和細胞壁,產生使細胞壁受損、細胞膜破裂、蛋白質變性、DNA斷裂等直接或間接的效應,促進其失活。
優點:
1)水力空化為純物理殺菌技術,無二次污染。
2)殺菌效率高,>90%以上。
3)能量消耗少,僅為超聲空化法和機械破壁法(高壓高速攬拌法)的5%-10%。
4)殺菌適用性廣,與傳統化學消毒(過氧化氫和奧氧消毒)比,更適合大規模工業化水處理設備。
五、粉末精密過濾系統應用方式
1、單機固定式處理:適合機床間隙較小且分散布置的場景。
1)將粉末過濾設備固定安裝至機床水箱旁,依據機床使用情況實現一對多定時處理或者與機床聯動,及時過濾;
2)設置機床水箱液位檢測、濃度檢測,以及檢測結果做出相應報警、提示,及時補液(根據需要選配全自動配液系統)。
2、單機輪循式處理:適用于多條生產線或不同生產區域的共享使用。
1)將粉末過濾設備移動到機床水箱旁,設置好運行參數后,開啟設備自動過濾、過濾干凈之后移動到下一臺繼續處理;
2)過濾顆粒物足夠多之后,系統壓力上升,此時系統自動進行反吹、排渣,排渣完成之后繼續過濾;
3)設備工作過程中只需要人工定時將設備排出的渣轉運至指定位置即可,其他無需人工干預。
3、全自動集中供液處理:適用于智能化要求比較高的場景。
1) 切削液收集和初步處理:每臺機床安裝溢流管路,切削液通過溢流管道進入地坑;
2) 過濾和分離處理:切削液通過精密粉末過濾系統集中過濾;
3) 切削液凈化再利用:通過水力空化系統和浮油收集分離裝置,去除浮油和“水包油”并滅菌,使切削液得到凈化后再回用。最后通過智能配液系統實時補充損失的切削液;
4)切削液集中供液:最后將處理好的切削液通過供液管路回用到機床。
4、產品參數:
六、半導體行業粉末精密過濾系統現場應用效果
一、硅片加工粉末過濾效果:
杭州某半導體材料知名企業:
國際知名的半導體產品與解決方案供應商,從事半導體硅片、熱電半導體致冷材料與器件、半導體石英制品、精密陶瓷制品、半導體真空傳動裝置及大型腔體、半導體裝備、單晶爐等產品的研發、制造和銷售,產品涉及電子、半導體、機械加工、太陽能發電、汽車/新能源汽車、家用電器和醫療器械等眾多領域。
重慶某半導體龍頭企業:
是一家專業從事半導體設備核心零部件及先進陶瓷材料研發、制造及銷售為一體的高新技術企業,產品廣泛供應國內半導體及泛半導體行業龍頭企業、世界知名企業。
三、陶瓷加工粉末過濾效果:
1、安徽某半導體企業:
2、蕪湖通潮精密機械有限公司:
從事集成電路、顯示面板關鍵設備核心材料和零部件的材料制備、加工以及表面處理,涵蓋高純硅件、石英件、金屬件先進陶瓷件等,產品覆蓋不同型號、不同工藝的半導體設備,可滿足下游制造廠商和設備廠商多樣化需求。