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一、半导体行业硅片/石英/陶瓷切削液使用所面临的问题和挑战

 在半导体行业硅片、石英、陶瓷的切削和磨削加工中,切削液常混入大量微小且坚硬的粉末颗粒。这些粉末不仅易堵塞过滤设备,导致频繁维护和更换,增加生产成本,影响设备稼动率,还对设备造成磨损和腐蚀,缩短使用寿命。传统过滤方法难以有效分离这些细小颗粒,导致切削液更换频繁,生产和环保成本高。同时,切削液中的杂油和菌落也一直困扰着制造企业。

各材料生产过程中颗粒物粒径及面临的痛点:

半导体企业在生产中遇到的杂油、菌落痛点:

二、传统的过滤方法:

1、板框压滤法:板框压滤容易堵塞进料口,处理量小,滤饼难以取出,滤布消耗大,易碎,占地和冲洗水量大;
2、袋式过滤法:袋式过滤的过滤精度有限,并且需要频繁更换和维护。

3、刮刀离心过滤法:过滤精度只能达到10μm,单次过滤效率<60%,设备维护繁琐。

 三、路弘科技粉末精密过滤解决方案

滤饼过滤法:通过滤饼过滤原理,液体经过滤布时,固体物质逐步集聚在滤布表面,形成“滤饼层”,阻止颗粒杂质的逃逸,使滤液变清。系统会根据压力传感器信号进行反吹脱饼作业,重新构建新“滤饼层”,确保高效过滤效果;

四、路弘科技除油、除菌解决方案

路弘科技以自研水力空化为核心技术,结合多级过滤、共聚气浮、流体切割等多项技术手段,在水力学切割、高低压瞬间转换管作用下,将切削液完成多相(水、油、题粒物)结合态聚团相变,从根本上解决传统技术无法有效分离多相结合态聚团的难题同时通过纯物理方式系菌除臭,最终实现切削液资源化再利用。
高效除油破水包油
油在液体体系中主要有三种形态:浮油、悬浮油和水包油,水包油是油水分离的难点,由于油的表面有水壳,基本无法从液体体系中分离。传统的破水包油方式主要是:加热高温破水包油和化学药剂破水包油。
 

水力空化破水包油机理:

水力空化产生的高压、冲击波、微射流使油水界面膜受到挤压或冲击而破坏,局部产生的高温,也有助于破水包油。

伴随水力空化过程中,微气泡的产生、长大,被打散的细小油滴以微小气泡微载体再次聚集,并伴随微气泡的快速上浮而上浮,从而加速体系中水包油向浮油的转变,加快并实现水包油的去除。

优点:
1)物理破水包油,不存在化学污染。
2)常温破水包油,能量消耗小,节能减碳。
3) 破水包油效率高,可快速实现油水分离。

高效物理杀菌

国内外大量的研究证明:水力空化技术具有高效的杀菌效能。
水力空化的杀菌机理与空泡溃灭过程中产生的机械、热、光、生物等效应有关:
1、机械效应:
空化泡澳灭时产生高速水射流和巨大冲击力使流体介质产生机械效应,分子发生振动,当湍动的能量达到一定程度后可使细胞壁破裂,并对细胞器进行分解。
2、热效应:
空化泡溃灭瞬间,产生局部高温、高压。“热点”效应还能引起湍流、微扰、冲击波与微射流等。这些能杀灭微生物。
3、生物效应:
生物效应是包括空化过程产生的氧化性物质(-0H自由基等)对细胞的杀伤作用,水力空化会产生一定数量的具有高的氧化电极、电负性或亲电性的 H202、-OH 自由基等物质或基团能直接作用于细胞膜和细胞壁,产生使细胞壁受损、细胞膜破裂、蛋白质变性、DNA断裂等直接或间接的效应,促进其失活。

优点:
1)水力空化为纯物理杀菌技术,无二次污染。
2)杀菌效率高,>90%以上。
3)能量消耗少,仅为超声空化法和机械破壁法(高压高速揽拌法)的5%-10%。
4)杀菌适用性广,与传统化学消毒(过氧化氢和奥氧消毒)比,更适合大规模工业化水处理设备。

五、粉末精密过滤系统应用方式

1、单机固定式处理:适合机床间隙较小且分散布置的场景。
1)将粉末过滤设备固定安装至机床水箱旁,依据机床使用情况实现一对多定时处理或者与机床联动,及时过滤;
2)设置机床水箱液位检测、浓度检测,以及检测结果做出相应报警、提示,及时补液(根据需要选配全自动配液系统)。

2、单机轮循式处理:适用于多条生产线或不同生产区域的共享使用。
1)将粉末过滤设备移动到机床水箱旁,设置好运行参数后,开启设备自动过滤、过滤干净之后移动到下一台继续处理;
2)过滤颗粒物足够多之后,系统压力上升,此时系统自动进行反吹、排渣,排渣完成之后继续过滤;
3)设备工作过程中只需要人工定时将设备排出的渣转运至指定位置即可,其他无需人工干预。
 3、全自动集中供液处理:适用于智能化要求比较高的场景。

1)  切削液收集和初步处理:每台机床安装溢流管路,切削液通过溢流管道进入地坑;
2)  过滤和分离处理:切削液通过精密粉末过滤系统集中过滤;
3)  切削液净化再利用:通过水力空化系统和浮油收集分离装置,去除浮油和“水包油”并灭菌,使切削液得到净化后再回用。最后通过智能配液系统实时补充损失的切削液;

4)切削液集中供液:最后将处理好的切削液通过供液管路回用到机床。
 4、产品参数:

半导体行业粉末精密过滤系统现场应用效果

一、硅片加工粉末过滤效果:

杭州某半导体材料知名企业:

国际知名的半导体产品与解决方案供应商,从事半导体硅片、热电半导体致冷材料与器件、半导体石英制品、精密陶瓷制品、半导体真空传动装置及大型腔体、半导体装备、单晶炉等产品的研发、制造和销售,产品涉及电子、半导体、机械加工、太阳能发电、汽车/新能源汽车、家用电器和医疗器械等众多领域。


二、 石英工粉末过滤效果:

重庆某半导体龙头企业:

是一家专业从事半导体设备核心零部件及先进陶瓷材料研发、制造及销售为一体的高新技术企业,产品广泛供应国内半导体及泛半导体行业龙头企业、世界知名企业。

三、陶瓷加工粉末过滤效果:

1、安徽某半导体企业:

2、芜湖通潮精密机械有限公司:

从事集成电路、显示面板关键设备核心材料和零部件的材料制备、加工以及表面处理,涵盖高纯硅件、石英件、金属件先进陶瓷件等,产品覆盖不同型号、不同工艺的半导体设备,可满足下游制造厂商和设备厂商多样化需求。