专利名称：分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将含有硅屑的废液分离为硅屑和液体的分离装置。
背景技术：
在硅器件的制造中，存在着将硅锭切断而形成硅晶片的工序、研磨硅晶片的工序、 以及在硅晶片的表面上呈格子状地排列的大量区域中形成ICantegrated Circuit 集成电路)、LSI (large scale integration 大规模集成电路)等电路并将各区域沿预定的间隔道(切断线)切断而形成一个一个的硅芯片的工序等。在这些工序中，例如为了对切削刀具、加工点、研磨部分等进行冷却、或者冲走硅屑而采用了水。近些年，出于水的再利用、硅的再利用的观点，希望有将含有硅屑的废液分离为硅屑和不含硅的水的技术。硅屑是细微的颗粒，其以悬浊的状态包含在废液中。作为该种现有技术，已知进行过滤和离心分离的物理方法、以及使用药品的化学方法(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开平8-164304号公报然而，在如上所述的物理方法中，存在着在过滤时发生网眼堵塞、或者硅颗粒竟然穿过的问题。特别是在离心分离法中，存在着硅颗粒相对于水分的浓度过稀而使离心分离的效率差的情况。此外，在如上所述的化学方法中，由于使用药品，因此存在着难以将液体 (水)再利用的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种分离装置，其能够高效地将含有硅屑的废液以容易再利用的状态分离为硅屑和水。为了解决上述课题以达成目的，本发明为将含有硅屑的废液分离为硅屑和不含硅屑的液体的分离装置，其特征在于，该分离装置包括贮留所述废液的液槽；和配置于所述液槽中的硅分离机构，所述硅分离机构包括吸附板，所述吸附板带正电，并且在所述废液中吸附带负电的所述硅屑；以及硅穿过限制构件，所述硅穿过限制构件包括硅穿过限制板， 该硅穿过限制板与所述吸附板对置地配设，并且该硅穿过限制板仅容许所述废液的液体穿过而限制带负电的所述硅屑穿过，所述硅穿过限制构件包括壳体，所述壳体分隔出穿过了所述硅穿过限制板的液体所存在的区域；以及运出部，所述运出部配置在所述壳体内，并且将穿过了所述硅穿过限制板的所述废液运出到所述液槽外，所述分离装置具有电场形成构件，该电场形成构件使所述吸附板为阳极，使所述硅穿过限制板为阴极，从而在所述吸附板和所述硅穿过限制板之间形成电场，所述分离装置具有回收机构，该回收机构回收吸附于所述吸附板的硅，所述回收机构包括吸附板移动构件，所述吸附板移动构件使所述吸附板相对于所述废液移动；以及分离部，所述分离部使硅从所述吸附板分离。根据本发明，能够实现一种分离装置，其能够高效地将含有硅屑的废液以容易再利用的状态分离为硅屑和水。
图1是本发明的第一实施方式涉及的分离装置的立体图。图2是示出本发明的第一实施方式涉及的分离装置中的收纳于液槽内的硅分离机构的分解立体图。图3是示出本发明的第一实施方式涉及的分离装置中的收纳于液槽内的硅分离机构的立体图。图4是图3的IV-IV剖视图。图5是说明本发明的第一实施方式涉及的分离装置中的升降臂与吸附板之间的卡合构件的主要部分立体图。图6是示出在第一实施方式涉及的分离装置中将吸附板配置于刮板之间的工序的侧视图。图7是示出在第一实施方式涉及的分离装置中以刮板夹持吸附板并将硅屑刮落的工序的侧视图。图8是示出本发明的第二实施方式涉及的分离装置的立体图。图9是示出在第二实施方式涉及的分离装置中使圆柱状刷分离并将吸附板配置到圆柱状刷之间的工序的侧视图。图10是示出在第二实施方式涉及的分离装置中在以圆柱状刷夹持吸附板的状态下使吸附板上升从而将硅屑刮落的工序的侧视图。图11是示出本发明的第三实施方式涉及的分离装置的立体图。图12是示出第三实施方式涉及的分离装置的分解立体图。图13是图11的XIII-XIII剖视图。标号说明10、10AU0B 分离装置；21,51 液槽；20 分离装置主体；22,60 硅分离机构；25、 61 吸附板；26,62 硅穿过限制构件；26C 运出部；26B 硅穿过限制板；4 废液；4A 水； 40,72 分离部；41、71 回收容器；5 硅屑；70 旋转驱动部(吸附板移动构件)。
具体实施例方式下面，参照附图来说明作为用于实施本发明的方式的分离装置。不过，附图仅为示意性的，应当注意的是颗粒的大小和部件的大小等与现实的情况是不同的。此外，附图彼此之间也包括了相互的尺寸的关系和比率不同的部分。(第一实施方式)图1 图7示出了本发明的第一实施方式涉及的分离装置10。如图1所示，该分离装置10包括分离装置主体20、吸附板移动构件30以及分离部40。另外，吸附板移动构件30和分离部40构成回收机构。(分离装置主体)首先，对分离装置主体20进行说明。如图1 图4所示，分离装置主体20包括液槽21和配置在该液槽21内的硅分离机构22。如图4所示，水中含有硅屑5的废液4被供给到液槽21。
液槽21是上部敞开的长方体形状的容器。在该液槽21的一个壁部21A贯通设置废液供给管23，该废液供给管23的末端的供给嘴23A配置于液槽21的内部，从该供给嘴 23A向液槽21内供给废液4。此外，在液槽21的壁部2IA的、与配置有废液供给管23的位置不同的位置处，设有防止废液4溢出到液槽21外的排泄管M。如图1 图4所示，硅分离机构22交错地配置有吸附板25，其配置在液槽21内并在废液4中吸附硅屑5 ；以及硅穿过限制构件沈，其以与该吸附板25对置的方式分离配置，并且仅容许废液4中的水4A穿过而限制硅屑5穿过。吸附板25优选由电化学上的贵材料形成，可以列举出铜(Cu)、银(Ag)、钼(Pt)、金 (Au)等，不过在本实施方式中采用的是不锈钢(SUS316、SUS304等)。如图1 图5所示，在吸附板25的上缘部中央，在吸附板25的宽度方向上隔开预定间隔地向上方突出设置有一对被卡合片25A。如图5所示，所述被卡合片25A为矩形的板状体，并且以彼此对置的方式配置。在各被卡合片25A的中央形成有沿吸附板25的宽度方向贯通的被卡合孔25h。在所述被卡合片25A彼此之间插入后述的吸附板移动构件30的卡合部37A，并使以可伸出和没入的方式设于卡合部37A的卡合用突起38插入于被卡合孔 25h。如图2和图4所示，硅穿过限制构件26包括矩形形状的框体26A和网眼状的一对硅穿过限制板^B，该网眼状的一对硅穿过限制板26B以堵住该框体26A的两侧开口面的方式相互平行地设置。此外，如图4所示，在框体26A的上部中央设有筒状的运出部沈(，该筒状的运出部^C的下端开口部位于一对硅穿过限制板26B之间。在该运出部^C的上端连接运出管27，经由该运出管27将水4A运出到外部。硅屑5在水中带负电，由此，为了吸附带负电的硅屑5，吸附板25带正电，为了产生斥力以使硅屑5不靠近，网眼状的硅穿过限制板26B带负电。如图2所示，在该分离装置 20中，设有作为电场形成构件的电压施加电路28，以便使吸附板25为阳极，使硅穿过限制板26B为阴极，从而形成电场。如图1 图4所示，吸附板25以与硅穿过限制板26B相互对置的方式与硅穿过限制构件26交替地进行配置。本实施方式中的硅穿过限制板26B配置成与吸附板25相距例如4mm左右的距离且与吸附板25大致平行。像这样使吸附板25与硅穿过限制板26B之间的距离为4mm左右的理由是由于距离变远则电场减弱，因此在确保吸附板25的硅吸附力的方面来说最好尽量接近。另外，一对硅穿过限制板26B和框体26A构成将穿过了所述硅穿过限制板^B的水4A分隔开来的壳体。即，通过由框体26A和一对硅穿过限制板26B构成的壳体、以及运出部26C来构成硅穿过限制构件26。硅穿过限制板^B与上述的吸附板25相同，优选由电化学上的贵材料即铜(Cu)、 银(Ag)、钼(Pt)、金(Au)等形成，在本实施方式中采用的是不锈钢(SUS316、SUS304等)。 该硅穿过限制板26B为网眼状的结构，不过也可以不具有以网眼勾挂硅屑5的功能，可以是通过使其带负电而对带负电的硅屑产生斥力的程度的网眼细度。顺便说一下，在本实施方式中，将硅穿过限制板26B设定为500根/英寸的网状物。在分离装置主体20中，液槽21内的吸附板25和硅穿过限制构件沈被设定为比液槽21内的宽度尺寸短，并且废液4能够通过这些吸附板25与液槽21的内壁之间的间隙以及硅穿过限制构件沈与液槽21的内壁之间的间隙而在整个液槽21中流通。因此，在存在于液槽21内的各处的吸附板25与硅穿过限制构件沈之间的空间中存在废液4。(吸附板移动构件)如图1所示，吸附板移动构件30在液槽21的Y方向的两侧分别沿X方向延伸有一对导轨31。这些导轨31被设定成比液槽21的X方向的长度更长，从而也存在于后述的分离部40的两侧。另外，在本实施方式中，一对导轨31例如采用截面为二字状的长条形的槽型材料。在一对导轨31之间设有与导轨31同等长度的滚珠丝杠32。滚珠丝杠32的一端旋转自如地轴支承于轴支承部件33，所述轴支承部件33设于导轨31的一端侧。滚珠丝杠 32的另一端与脉冲电动机34的旋转驱动轴连结。在配置于液槽21的两侧的各一对导轨31上以立起的方式设置有运送支柱35，所述运送支柱35的下部被支承成沿导轨31、31在X方向滑动自如。所述一对运送支柱35被设定成下部与滚珠丝杠32螺合，并随着滚珠丝杠32的旋转而沿X方向同步地进行移动动作。在一对运送支柱35的相互对置的表面侧设有升降驱动部36。此外，在一对运送支柱35架设有进行升降动作的升降臂37。该升降臂37的两端部穿过沿上下方向(Z方向) 形成于升降驱动部36的狭缝部36A而与未图示的升降驱动用的气缸机构连结，该气缸机构配设于升降驱动部36的内部。升降臂37被设定成通过气缸机构来在保持水平的状态下进行升降动作。在升降臂37的宽度方向的中央下部，朝向下方突出设置有卡合部37A，该卡合部37A插入到吸附板25的被卡合片25A彼此之间。如图5所示，在该卡合部37A的宽度方向两端，例如以能够通过采用了螺线管等的未图示的驱动机构而伸出和没入的方式设有卡合用突起38。在卡合部37A插入到被卡合片25A彼此之间的状态下，卡合用突起38突出并插入到被卡合孔25h中，由此升降臂37与吸附板25卡合。(分离部)如图1所示，分离部40包括回收容器41，其回收硅屑5 ；支承板42，其以相互对置地立起的方式设置在所述回收容器41的宽度方向(Y方向)的两侧上部；刮板43，其以相互隔开预定间隔且平行的方式架设于一对对置的支承板42彼此之间；以及旋转调整驱动部45，其与所述刮板43的旋转轴43A(参照图6、图7)连结。该旋转调整驱动部45包括未图示的旋转驱动源，并且能够在图6所示的刮板43彼此大致平行的位置、以及图7所示的刮板43的上部侧相互接近的位置之间移位。(分离装置10的动作和作用)首先，如图2和图4所示，在分离装置主体20中，当由电压施加电路28施加电压而形成电场时，在硅分离机构22中，有这样的作用吸附板25吸附废液4中的硅屑5，并且硅穿过限制构件26的硅穿过限制板26B利用斥力使废液4中的硅屑5不靠近。硅穿过限制板26B使废液4中的硅屑5无法穿过而仅使水4A穿过至硅穿过限制构件沈内。贮留在硅穿过限制构件26内的水4A能够从运出部26C运出到外部来进行再利用。并且，吸附板 25处于进行硅屑5的吸附的状态。在维持这样的状态的同时，使吸附板移动构件30的升降臂37向贮留有硅屑5的预定的吸附板25移动。在该情况下，进行控制以驱动脉冲电动机34使运送支柱35向Xf 方向移动。
在升降臂37达到预定的吸附板25的上方的时刻，停止运送支柱35的移动。然后， 使未图示的气缸机构工作，使升降臂37下降，如图5所示，使卡合部37A插入到吸附板25 的被卡合片25A彼此之间。然后，使卡合部37A的两侧的卡合用突起38向侧方突出，使卡合用突起38嵌合于被卡合片25A的被卡合孔25h中。这样，升降臂37与吸附板25卡合。接着，使设于运送支柱35的升降驱动部36内的未图示的气缸机构工作，使升降臂 37上升。另外，升降臂37被设定成能够移动到将吸附板25吊在液槽21的上方的位置为止。接着，驱动脉冲电动机34逆向旋转，使运送支柱35向&方向移动，在被吊起的吸附板25到达回收容器41的一对刮板43彼此之间的位置的上方的时候使运送支柱35的移动停止。另外，此时，如图6所示，刮板43设定在板面沿着垂直方向的位置，并形成为相互平行的状态。然后，如图6所示，使未图示的气缸机构工作，使升降臂37插入刮板43彼此之间， 使吸附板25的上端下降至刮板43彼此之间的位置为止。然后，如图7所示，使旋转调整驱动部45工作，以使刮板43的上部彼此接近。接着，如图7所示，通过使升降臂37上升，能够以刮板43将附着在吸附板25的表面的硅屑5刮落到回收容器41中。对于如此被除去了硅屑5的吸附板25，驱动脉冲电动机34以使运送支柱35向Xf 方向移动，当吸附板25到达液槽21内的原始位置的上方时使运送支柱35的移动停止。接着，使未图示的气缸机构工作，使升降臂37下降，将吸附板25配置在液槽21内的原始位置。接着，使未图示的驱动机构工作，将卡合用突起38从被卡合片25A的被卡合孔2 抽出，由此解除升降臂37与吸附板25的卡合。接着，对于接下来要除去和分离硅屑5的吸附板25进行与上述相同的操作即可。 这样，能够从液槽21内的所有吸附板25回收硅屑5。也可以进行控制，以使得每隔分离装置10的预定工作时间能够自动地进行这样的一连串的操作。这样，回收到回收容器41中的硅屑5例如能够被实施干燥处理，并实现再利用。在本实施方式中，通过多对硅穿过限制构件26和吸附板25，能够高效地将含有硅屑5的废液 4以容易再利用的状态分离为硅屑5和水4A。(第一实施方式的变形例)图8 图10示出了本发明的第一实施方式的变形例涉及的分离装置10A。该变形例将上述第一实施方式的分离装置10中的一对刮板43替换为一对圆柱状刷46，其他结构与第一实施方式的分离装置10大致相同。如图9和图10所示，圆柱状刷46形成为在旋转轴46A的周围起毛，并且形成为通过旋转并与吸附板25接触来将附着于吸附板25的硅屑5刮落。另外，在该变形例中，圆柱状刷46的旋转轴46A彼此被设置成能够通过未图示的驱动机构而在图9所示的相互离开的位置和图10所示的相互接近的位置之间移位。在本变形例中，如图10所示，一对圆柱状刷46的旋转轴46A被设定成相对于进行上升动作的吸附板25相互向相反方向旋转，且与吸附板25接触的刷外周面向与吸附板25 的移动方向即上升方向相反的方向旋转。另外，在该变形例中，圆柱状刷46的旋转轴46A构成为能够以可相互离开和接近的方式移动，然而也可以构成为将圆柱状刷46的刷毛延长并固定旋转轴46A的位置。
(第二实施方式)图11 图13示出了本发明的第二实施方式涉及的分离装置10B。该分离装置IOB 包括硅分离机构60、作为吸附板移动构件的旋转驱动部70、分离部72以及配置在硅分离机构60的侧方的回收容器71。在本实施方式中，回收机构由旋转驱动部70和分离部72构成。另外，本实施方式中的硅穿过限制构件62的结构与上述第一实施方式的硅穿过限制构件26的相同，因此省略其说明。硅分离机构60包括液槽51、圆板状的多个吸附板61、以及与吸附板61交替地配置的硅穿过限制构件62。如图11所示，在所述吸附板61与硅穿过限制构件62之间形成电场的电压施加电路81的电连接关系与上述第一实施方式涉及的分离装置10相同，吸附板 61与阳极侧连接，硅穿过限制构件62与阴极侧连接。如图11和图12所示，多个吸附板61隔开预定间隔地平行地进行配置，并且以中心部由旋转轴63 —体地贯通的状态被固定。该旋转轴63被轴支承在形成于一对轴支承部 52的U字形状的轴支承孔52A，所述一对轴支承部52设置在液槽51的上缘部的相互对置的两个部位。另外，在本实施方式中，以堵住轴支承孔52A的上部的敞开部的方式架设未图示的防脱部件，以避免旋转轴63从轴支承部52脱离。该吸附板61的构成材料与上述第一实施方式相同，可以列举出铜(Cu)、银(Ag)、 钼(Pt)、金(Au)等，不过在本实施方式中采用的是不锈钢(SUS316、SUS304等)。此外，旋转轴63的构成材料由具有可支撑多个吸附板61的强度且与吸附板61电导通的金属材料形成。吸附板61的直径尺寸被设定为使吸附板61的大致下半部分浸入供给到液槽51 的废液4中。如图11所示，吸附板61在旋转轴63连结有作为吸附板移动构件的旋转驱动部70。在本实施方式中，通过利用旋转驱动部70进行旋转驱动，来使吸附板61旋转移动， 从而使吸附板61的浸在废液4中的部分移动到不与废液4接触的位置。如图11和图12所示，在旋转轴63的一方的端部63A附近，同轴地固定设置有配置于液槽51的外侧的被传递齿轮64。此外，在液槽51的外侧的被传递齿轮64的附近，以与旋转轴63平行的方式旋转自如地轴支承有旋转传递轴65。在该旋转传递轴65同轴地固定设置有与被传递齿轮64啮合的传递齿轮66。此外，旋转传递轴65与电动机67连结。 上述被传递齿轮64、旋转传递轴65、传递齿轮66以及电动机67构成了旋转驱动部70。此外，旋转轴63的一个端部63A与圆柱形状的非旋转接触部件68接触，该圆柱形状的非旋转接触部件68能够沿旋转轴63的轴向移动，且由螺旋弹簧69向将该非旋转接触部件68压接于端部63A的端面的方向E施力。如图11所示，该非旋转接触部件68与电压施加电路81的阳极侧连接，从而经由旋转轴63使吸附板61带正电。分离部72 —体地具备与吸附板61的两面侧接触的一对刮片72A。所述一对刮片 72A为从回收容器41侧以跨过吸附板61的方式进行夹持的形状，分离部72整体形成为流槽状。此外，分离部72的斜度被设定为从液槽51侧向回收容器71侧降低。由此，伴随着吸附板61的旋转而由刮片72A刮落的硅屑5被运送到回收容器41。另外，如图13所示，吸附板25的旋转方向C是使得由刮片72A刮落的硅屑5载置于刮片72A上的旋转方向，即， 使靠近分离部72的吸附板61的周缘部相对于刮片72A从上向下地进行旋转驱动。如图11 所示，为了使吸附板61向旋转方向C旋转，只要以使传递轴65和传递齿轮66形成箭头D所示的旋转方向的方式使电动机67旋转即可。接着，对分离装置IOB的作用和动作进行说明。在本实施方式的分离装置IOB中， 也通过与上述第一实施方式相同的作用来将硅屑5吸附在吸附板61。当驱动旋转驱动部 70使吸附板61旋转时，分离部72的刮片72A将附着在吸附板61的两侧的表面的硅屑5刮落。刮落到分离部72上的硅屑5随着分离部72的倾斜而落下并回收到回收容器71。以上，对第二实施方式进行了说明，根据该实施方式，具有如下效果不将吸附板 61从液槽51中取出，不使吸附板61的吸附动作停止，就能够进行硅屑5的回收。另外，本实施方式的其他效果与上述第一实施方式涉及的分离装置10的效果相同。以上，对具备多个吸附板的各实施方式进行了说明，然而在具有具备单个吸附板的分离机构的情况下，当然也能够应用本发明。此外，吸附板和硅穿过限制构件的形状结构也并不限于上述各实施方式。工业上的可利用性如上所述，本发明涉及的分离装置对于由硅的切断、分离等产生的废液的再利用化是有用的，特别适用于半导体加工领域。
权利要求
1. 一种分离装置，其为将含有硅屑的废液分离为硅屑和不含硅屑的液体的分离装置， 其特征在于，该分离装置包括 贮留所述废液的液槽；和配置于所述液槽中的硅分离机构， 所述硅分离机构包括吸附板，所述吸附板带正电，并且在所述废液中吸附带负电的所述硅屑；以及硅穿过限制构件，所述硅穿过限制构件包括硅穿过限制板，该硅穿过限制板与所述吸附板对置地配设，并且该硅穿过限制板仅容许所述废液的液体穿过而限制带负电的所述硅屑穿过，所述硅穿过限制构件包括壳体，所述壳体分隔出穿过了所述硅穿过限制板的液体所存在的区域；以及运出部，所述运出部配置在所述壳体内，并且将穿过了所述硅穿过限制板的所述废液运出到所述液槽外，所述分离装置具有电场形成构件，该电场形成构件使所述吸附板为阳极，使所述硅穿过限制板为阴极，从而在所述吸附板和所述硅穿过限制板之间形成电场， 所述分离装置具有回收机构，该回收机构回收吸附于所述吸附板的硅， 所述回收机构包括吸附板移动构件，所述吸附板移动构件使所述吸附板相对于所述废液移动；以及分离部，所述分离部使硅从所述吸附板分离。
全文摘要
本发明提供一种分离装置，其能够高效地将含有硅屑的废液以容易再利用的状态分离为硅屑和水。该分离装置包括液槽(21)，其贮留水中含有硅屑的废液；和硅分离机构(22)，其配置于该液槽(21)内，硅分离机构(22)包括吸附板(25)，其配置于液槽(21)内并在废液中吸附硅屑；硅穿过限制构件(26)，其仅容许废液中的水穿过而限制硅屑穿过；吸附板移动构件(30)；以及分离部(40)。
文档编号C02F1/48GK102442719SQ20111030177
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月7日
发明者吉田干, 石黑裕隆, 风吕中武 申请人:株式会社迪思科