一种硅片脱胶机及其控制方法与流程

本发明属于太阳能级单晶硅片脱胶技术领域，尤其是涉及一种硅片脱胶机及其控制方法。

背景技术：

在太阳能硅片生产过程中，对硅片表面质量要求高，而脱胶工序为线切和清洗的辅助工序，脱胶工艺直接影响着后续硅片清洗硅片的表面质量。现有脱胶机中，从切割机中卸下的硅片与树脂板一起进入喷淋槽中进行喷淋预清洗，目的是去除硅片表面粘附的硅粉和切割液，同时对树脂板上的胶进行软化，其中，切割液是用金刚石切割线切割硅棒时所用的冷却液，含纯水率为98％-99％。在整体喷淋过程中，喷淋时间不能太长，避免硅片长久在喷枪水压下出现隐裂，导致硅片碎片量增多；但亦不能喷淋时间太短，过短会导致硅片表面粘附的硅粉和切割液清除不干净，导致后续浸泡脱胶质量差。因硅片喷淋为自动线生产设置，喷淋槽设置少会使被切好的硅片堆积，喷淋槽设置数量多会延长硅片喷淋时间，导致硅片坠落。故在现有工艺中共设有三个喷淋槽，每组硅片均依次经过三次喷淋后再进行浸泡脱胶，喷淋液均为纯水，在一槽中因硅片表面所含硅粉较多，故初始喷淋时间较第二次、第三次喷淋时间长，冲洗掉的硅粉含量较多，导致一槽用水量最大，二槽和三槽的喷淋时间较短，用水量较少。

但在喷淋过程中发现，在一槽喷淋后期水压逐渐降低，导致喷水量小,无法满足喷淋要求,不能冲洗到硅片与树脂板连接的根部区域；同时，还发现在喷淋过程中，因喷淋液的水温变化较大，在温度较低时清洗效果差，出现花斑片,而在温度较高时，清洗效果好，但成本较高；还有，三个喷淋槽用水量较大，直接排掉不仅增加生产成本，而且还浪费资源。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种硅片脱胶机及其控制方法，尤其是适用于喷淋槽工序喷淋液的回收装置及其控制，解决了现有技术中喷淋工序中喷淋效果差，无法满足现有生产技术要求，喷淋水利用率低的技术问题，目的是为了改善硅片表面质量，降低了生产成本，提高了产品质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种硅片脱胶机，包括依次设置的一槽、二槽和三槽，还包括：

一级过滤箱：所述一级过滤箱与所述一槽连通，用于回收所述一槽排出的废水；

二级过滤箱：所述二级过滤箱与所述一级过滤箱连通，用于过滤所述一级过滤箱排出的水；

三级过滤箱：所述三级过滤箱分别与所述二级过滤箱和所述三槽连通，用于过滤所述二级过滤箱排出的水和回收所述三槽排出的废水；

储水箱：所述储水箱与所述三级过滤箱和所述一槽连通，用于储存从所述三级过滤箱排出的水，并向所述一槽提供喷淋水；

加热器：所述加热器设置在所述储水箱和所述一槽之间，用于加热从所述储水箱排出的水；

纯水源：与所述二槽、所述三槽和所述储水箱连通，用于向所述二槽和所述三槽提供喷淋水，向所述储水箱补给喷淋水；

所述一级过滤箱、所述二级过滤箱、所述三级过滤箱和所述储水箱均设有水泵、控制阀和液位传感器；

控制器：用于控制所述水泵和所述控制阀的工作状态，并通过设置在所述一槽、所述二槽和所述三槽中的位置传感器以检测有无硅片在喷淋槽中喷淋，从所述储水箱和/或所述纯水源中排出喷淋水。

进一步的，所述二槽与所述二级过滤箱和/或所述三级过滤箱连通，用于向所述二级过滤箱和/或所述三级过滤箱排入废水。

进一步的，还包括设置在所述一槽、所述二槽和所述三槽排水口处的第一过滤网，和设置在所述一级过滤箱、所述二级过滤箱和所述三级过滤箱内部的第二过滤网，所述第一过滤网的孔径大于所述第二过滤网的孔径。

进一步的，所述一级过滤箱、所述二级过滤箱和所述三级过滤均设有进水口，所述进水口设置在所述第二过滤网上方。

进一步的，所述一级过滤箱、所述二级过滤箱和所述三级过滤均设有排水口，所述排水口设置在所述第二过滤网下方。

进一步的，在所述加热器处设有温度传感器，所述加热器温度为25-45℃。

进一步的，所述加热器温度为30℃。

进一步的，所述一槽的喷淋时间为800-1000s；所述二槽和所述三槽的喷淋时间为500-700s。

进一步的，所述一槽、所述二槽和所述三槽相互独立设置。

一种硅片脱胶机的控制方法，用于如上所述的硅片脱胶机，步骤如下：

s1：所述一槽中的废水经排水管排入所述一级过滤箱中；

s2：所述二槽中的废水经排水管排入所述二级过滤箱和/或所述三级过滤箱中；

s3：所述三槽中的废水经排水管排入所述三级过滤箱中；

s4：经所述一级过滤箱过滤后的水经排水管进入所述二级过滤箱中；

s5：经所述二级过滤箱过滤后的水经排水管进入所述三级过滤箱中；

s6：经所述三级过滤箱过滤后的水经排水管进入所述储水箱中；且所述纯水源与所述储水箱连通并向所述储水箱补给水；

s7：所述储水箱中的水经所述加热器加热后进入所述一槽内；

s8：所述纯水源经排水管分别向所述二槽和所述三槽提供水。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、与现有技术相比，本发明提出一种硅片脱胶机，对从一槽排出的废水进行三级过滤回收、对二槽排出的废水进行至少一次的过滤回收和对三槽排出的废水进行一次过滤回收，并对三个槽过滤后的水统一汇聚到专用储水箱中；同时在储水箱中还设有补给设置，为满足一槽喷淋水的使用提供足够的水源，完全能够解决现有技术中水压不足的技术问题。合理设计的回收装置，使过滤后的喷淋水再重新利用，完全能够满足一槽喷淋使用要求，降低了喷淋水的使用量，节约用水资源，降低了生产成本。

2、对从储水箱中的水进行加热后重新被一槽利用对从储水箱中的水加热到25-45℃后再进行喷淋，可更好地清洗硅片表面粘附的硅粉和纯水切削液，提高清洗效果，加速了喷淋时间，改善了硅片表面质量。

3、采用本发明提出的控制方法，可自动控制检测废水和补水的双向控制，最大程度的实现节约用水的目的，工艺设计合理，节约效果好，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明实施例一的一种硅片脱胶机；

图2是本发明实施例一的第一过滤网的结构示意图；

图3是本发明实施例一的a的局部放大图；

图4是本发明实施例一的支撑架的结构示意图；

图5是本发明实施例二的一种硅片脱胶机。

图中：

1、一级过滤箱101、水泵2、二级过滤箱

201、水泵3、三级过滤箱301、水泵

4、储水箱401、水泵5、加热器

501、温度传感器6、纯水源601、控制阀

602、控制阀603、控制阀7、一槽

702、控制阀8、二槽9、三槽

10、第一过滤网1001、通孔11、第二过滤网

12、液位传感器13、硅片14、位置传感器

15、支撑架

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一：

一种硅片脱胶机，如图1所示，包括用于喷淋硅片所用的一槽7、二槽8和三槽9，且一槽7、二槽8和三槽9依次按顺序独立设置，还包括一级过滤箱1、二级过滤箱2、三级过滤箱3、储水箱4、加热器5、纯水源6和控制器。

其中，一级过滤箱1通过水管与一槽7的排水口连通，用于回收从一槽7排出的废水。二级过滤箱2的输入口通过水管分别与一级过滤箱1的输出口和二槽8的排水口连通，二级过滤箱2用于过滤从一级过滤箱1排出的水和回收从二槽8排出的废水。三级过滤箱3的输入口通过水管分别与二级过滤箱2的输出口和三槽9的排水口连通，用于过滤从二级过滤箱2排出的水和回收三槽9排出的废水。储水箱4的输入口通过水管与三级过滤箱3的输出口连通，储水箱4的输出口通过水管与一槽7的输入口连通，用于储存从三级过滤箱3中排出的水并向一槽7提供喷淋水；同时，储水箱4还设有从纯水源6处排出的补给水，用于当储水箱4中的水不够一槽7使用时，纯水源6可及时向储水箱4补给给水，保证一槽7有充足的水源，解决现有技术中水压不足的技术问题。同时，在一级过滤箱1、二级过滤箱2、三级过滤箱3和储水箱4的排水口处均设有水泵和相应控制阀，在一级过滤箱1、二级过滤箱2、三级过滤箱3和储水箱4内部设有液位传感器12，用于监控最高位和最低位的液面高度。

在本实施例中，加热器5设置在储水箱4的输出管路上，在储水箱4和一槽7之间，用于加热从储水箱4排出的水，在加热器5处设有温度传感器501，用于监控加热器5的温度并与控制器连接。纯水源6分别通过水管向二槽8、三槽9和储水箱4的输入口连通，用于向二槽8和三槽9提供喷淋水源，向储水箱4提供补给喷淋水源。也即是说向喷淋一槽7提供温度为25-45℃的温水对硅片13进行首次喷淋操作，因相对于冷水喷淋清洗而言，温水更易于清除硅片13表面粘附的硅粉和纯水切割液，也更易于冲刷掉其它杂质，尤其是当温度为30℃时，更易于清洗硅片13表面粘附的硅粉、纯水切削液和其它杂质，喷淋效果好，加速了喷淋时间，而且还能解决硅片13花斑的技术问题，改善了硅片13表面质量。加热器5的型号在此不做具体限定，仅需能加热储水箱4排出的水即可。当然，加热器5也可以设置在储水箱4的内部，此时加热器5优选加热片或加热丝，相应地，温度传感器501需设置在储水箱4的内部，图省略，也可对储水箱4中的水进行加热，保证进入一槽7中的水是温水，即使进入一槽7中的水的温度为25-45℃，优选地30℃。

控制器为脱胶机的plc控制器(图省略)，设置在脱胶机壳体壁的机械手上(图省略)，可用于控制与一级过滤箱1、二级过滤箱2、三级过滤箱3和储水箱4连接的水泵和控制阀的工作状态，还可以控制一槽7、二槽8和三槽9的输入、输出水管的控制阀，同时通过设置在一槽7、二槽8和三槽9中的位置传感器14以检测有无硅片在喷淋槽中喷淋，从储水箱4和纯水源6中排出喷淋水。

进一步的，在每个槽体内部的侧壁上设有位置传感器14，用于感应检测有无硅片在槽体内，位置传感器12与控制器相连，在一槽7、二槽8和三槽9的槽体底部设有排水口，在各排水口上均可拆卸地固定设有第一过滤网10，如图2所示，目的是过滤掉在喷淋过程中掉落的碎硅片和碎胶条，第一过滤网10为pvdf材料制作而成，不会对收集的碎硅片产生二次污染，弹塑性好，耐摩擦，可反复多次使用。在第一过滤网10上设有若干均匀分布的通孔1001，如图3所示，在本实施例中，通孔1101为六边形结构，最大直径为5mm。当然，通孔1001的形状不受限制，可以设为椭圆形、方形、长圆形或多边形等其它形状，不管其形状如何，通孔1101既可以使喷淋水流经排出，还可以过滤碎硅片或碎胶条，或其它杂物。

在一级过滤箱1、二级过滤箱2和三级过滤箱3内部均设有第二过滤网11，第二过滤网11设置在各过滤箱的上部，具体地，第二过滤网11位于进水口的下方，排水口的上方。第二过滤网11为纳米级的过滤网，主要用于过滤进入过滤箱水的硅粉，其孔径小于第一过滤网10中通孔1001的孔径。第二过滤网11可固定在支撑架15上，支撑架15与各过滤箱可拆卸配合，便于清理第二过滤网11上的硅粉，支撑架15的结构与各过滤箱的结构相适配，在本实施例中，支撑架15如图4所示。至于第一过滤网10和第二过滤网11如何安装为本领域的常规知识，在此省略。

在本实施例中，切割硅片13的切割液为98-99％的纯水，所以在硅片13的表面上主要粘附的是硅粉和其它少量杂质。随着硅片13逐级在一槽7、二槽8和三槽9中进行喷淋清洗，硅片13表面含有的硅粉量逐渐减少，相应地其喷淋时间也逐渐减少，具体地，在一槽7中硅片13的喷淋时间是800-1000s，二槽8和三槽9中硅片13的喷淋时间为500-700s。一槽7的废水中主要是有碎硅片、碎胶条、大量的硅粉和少量杂质，碎硅片和碎胶条被第一过滤网10过滤掉，大量的硅粉和少量杂质会随废水排入到一级过滤箱1中过滤，再依次经过二级过滤箱2和三级过滤箱3的纳米级第二过滤网11过滤后，过滤后的水再进入储水箱4中；从一槽7喷淋后的硅片13再进入二槽8内喷淋500-700s，喷淋后的废水主要含有部分少量硅粉，经第一过滤网10过滤后排入到二级过滤箱2中回收过滤，再经三级过滤网3过滤后，过滤后的水再进入储水箱4中；从二槽8内喷淋后的硅片13再进入三槽9内喷淋500-700s，喷淋后的废水仅含有极少量的硅粉，经第一过滤网10过滤后排入到三级过滤箱3中再进行过滤，过滤后的水再进入储水箱4中。至此，进入储水箱4中的水是不含硅粉的水，储水箱4中的水经加热器5加热后再排入一槽7中使用。一槽7中的废水再排入一级过滤箱1中，二槽8和三槽9中的废水分别进入二级过滤箱2和三级过滤箱3中，如此循环。合理设计的回收装置，使过滤后的喷淋水再重新利用，完全能够满足一槽7喷淋所用水的使用要求，降低了喷淋水的使用量，节约水资源，降低了生产成本。

一种硅片脱胶机的控制方法，用于如上所述的硅片脱胶机，步骤如下：

s1：一槽7中的废水经排水管排入一级过滤箱1中。

具体地，检测一槽7中有硅片13在喷淋时，位置感应器14把信号传输给控制器，控制器便开启一槽7的进水控制阀702和储水箱4中的排水控制阀；当储水箱4中的液面位置在低液位上方时，关闭纯水源6的补水控制阀603；当储水箱4中液面位置降至低液位时，开启纯水源6的补水控制阀603进行补给供水；检测一槽7中没有硅片13在喷淋时，位置感应器14把信号传输给控制器，控制器便关闭所述一槽7的进水控制阀702。一槽7中的废水经第一过滤网10过滤后经排水管进入一级过滤箱1中的第二过滤网11上，经第二过滤网11过滤后进入一级过滤箱1中。

s2：二槽8中的废水经排水管排入二级过滤箱2中。

具体地，检测二槽8中有硅片13在喷淋时，位置感应器14把信号传输给控制器，控制器便开启二槽8的进水控制阀602，从纯水源6中抽出喷淋水；检测二槽8中没有硅片13在喷淋时，位置感应器14把信号传输给控制器，控制器便关闭二槽8的进水控制阀602。二槽8中的废水经第一过滤网10过滤后经排水管进入二级过滤箱2中的第二过滤网11上，经第二过滤网11过滤后进入二级过滤箱2中。

s3：三槽9中的废水经排水管排入三级过滤箱3中。

具体地，检测三槽9中有硅片13在喷淋时，位置感应器14把信号传输给控制器，控制器便开启三槽9的进水控制阀601，从纯水源6中抽喷淋水；检测三槽9中没有硅片13在喷淋时，位置感应器14把信号传输给控制器，控制器便关闭三槽9的进水控制阀601。三槽9中的废水经第一过滤网10过滤后经排水管进入三级过滤箱3中的第二过滤网11上，经第二过滤网11过滤后进入三级过滤箱3中。

s4：经一级过滤箱1过滤后的水经排水管进入二级过滤箱2中；

具体地，检测一级过滤箱1中的液面位置升至最高液位时，一槽7的排水控制阀关闭，同时控制器控制一级过滤箱1中的水泵101开始工作，并从一级过滤箱1中排水进入二级过滤箱2中；检测一级过滤箱1中液面位置降至最低液位时，一槽7的排水控制阀开启，同时控制器控制一级过滤箱1中的水泵101停止工作。

s5：经二级过滤箱2过滤后的水经排水管进入三级过滤箱3中；

具体地，检测二级过滤箱2中液面位置升至最高液位时，一级过滤箱1的排水控制阀关闭和二槽8的排水控制阀关闭，同时控制器控制二级过滤箱2中的水泵201开始工作，并从二级过滤箱2中排水进入三级过滤箱3；检测二级过滤箱2中液面位置降至最低液位时，一级过滤箱1的排水控制阀开启和二槽8的排水控制阀开启，同时控制器控制二级过滤箱2中的水泵201停止工作；

s6：经三级过滤箱3过滤后的水经排水管进入储水箱4中；且纯水源6与储水箱4连通并向储水箱4补给水。

具体地，检测三级过滤箱3中液面位置升至最高液位时，二级过滤箱2的排水控制阀关闭和三槽9的排水控制阀关闭，同时控制器控制三级过滤箱3中的水泵301开始工作，并从三级过滤箱3中排水进入储水箱4；检测三级过滤箱3中液面位置降至最低液位时，二级过滤箱2的排水控制阀开启和三槽9的排水控制阀开启，同时控制器控制三级过滤箱3中的水泵301停止工作；

s7：储水箱4中的水经加热器5加热后进入一槽7内。

具体地，检测储水箱4中液面位置升至最高液位时，三级过滤箱3的排水控制阀关闭和纯水源6的补给控制阀603关闭，同时控制器控制储水箱4中的水泵401开始工作，并从储水箱4中排水经热水器5加热后再进入一槽7内使用；检测储水箱4中液面位置降至最低液位时，当一槽7需要供水时，可使三级过滤箱3的排水控制阀开启和/或纯水源6的补给控制阀603开启，同时控制器控制储水箱4中的水泵401一直工作；当一槽7不需要供水水，可使三级过滤箱3的排水控制阀开启和/或纯水源6的补给控制阀603开启，同时控制器控制储水箱4中的水泵401停止工作。

s8：纯水源6经排水管分别向二槽8和三槽9提供水。

具体地，检测到二槽8需要供水时，开启进水控制阀602，从纯水源6中抽喷淋水；检测到二槽8不需要供水时，关闭进水控制阀602，停止从纯水源6中抽喷淋水。检测到三槽9需要供水时，开启进水控制阀601，从纯水源6中抽喷淋水；检测到三槽9不需要供水时，关闭进水控制阀601，停止从纯水源6中抽喷淋水。

实施例二：

如图5所示，与实施例一相比，本实施例最大的区别是从二槽8喷淋后的废水经第一过滤网10过滤后与从三槽9喷淋后的废水一起排入到三级过滤箱3中进行回收过滤，经设置在三级过滤网3中的第二过滤网11过滤后，再进入储水箱4中。也即是说，二级过滤箱2仅过滤从一级过滤箱1中过滤的水，二级过滤箱2过滤后的水与二槽8、三槽9排出的废水一起进入三级过滤箱3中进行过滤。这一结构的设置，也可实现喷淋水的循环回收，利用率高，最大程度的实现节约用水的目的，回收工艺设计合理，节约效果好，使过滤后的喷淋水完全能够满足一槽7喷淋使用要求，节约资源，降低了生产成本。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、与现有技术相比，本发明提出一种硅片脱胶机，对从一槽排出的废水进行三级过滤回收、对二槽排出的废水进行至少一次的过滤回收和对三槽排出的废水进行一次过滤回收，并对三个槽过滤后的水统一汇聚到专用储水箱中；同时在储水箱中还设有补给设置，为满足一槽喷淋水的使用提供足够的水源，完全能够解决现有技术中水压不足的技术问题。合理设计的回收装置，使过滤后的喷淋水再重新利用，完全能够满足一槽喷淋使用要求，降低了喷淋水的使用量，节约用水资源，降低了生产成本。

2、对从储水箱中的水进行加热后重新被一槽利用对从储水箱中的水加热到25-45℃后再进行喷淋，可更好地清洗硅片表面粘附的硅粉和纯水切削液，提高清洗效果，加速了喷淋时间，改善了硅片表面质量。

3、采用本发明提出的控制方法，可自动控制检测废水和补水的双向控制，最大程度的实现节约用水的目的，工艺设计合理，节约效果好，自动化程度高。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。