專利名稱：用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光工藝，并且更具體地涉及用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
拋光工藝用于許多不同的應(yīng)用，從而清潔或完成特定的工件。這一處理包括用于將信息存儲在存儲裝置中的盤形基底的拋光。這些盤形基底能夠由磁性介質(zhì)材料制成，這種材料經(jīng)配置從而當(dāng)磁換能器寫入該介質(zhì)時(shí)存儲信息。在許多拋光系統(tǒng)中，貴重的泥漿材料容易在排水中損失。在其他拋光系統(tǒng)中，使用泥漿再循環(huán)。然而，包含泥漿再循環(huán)的常規(guī)的拋光系統(tǒng)不起作用或者成本過高。此外，常規(guī)的拋光系統(tǒng)不能設(shè)計(jì)用于再循環(huán)特定的材料。因此，需要一種用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的改進(jìn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面涉及用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及用于再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選的泥漿材料的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括拋光組件和再循環(huán)組件，其中拋光組件包括具有入口和排水出口的拋光器和泥漿再循環(huán)罐，泥漿再循環(huán)罐經(jīng)配置從而將包括預(yù)選的材料的泥漿供給到拋光器的入口，再循環(huán)組件包括錯(cuò)流過濾器、密度計(jì)、閥門和控制器，其中錯(cuò)流過濾器包括經(jīng)配置從而從拋光器的排水出口接收含有預(yù)選材料的廢料泥漿的入口，其中錯(cuò)流過濾器經(jīng)配置從而將在錯(cuò)流過濾器出口處提供的泥漿中的預(yù)選的材料濃縮，密度計(jì)經(jīng)配置從而測量錯(cuò)流過濾器的出口泥漿中預(yù)選的材料的濃度，閥門被聯(lián)接到錯(cuò)流過濾器的出口并且經(jīng)配置從而供給泥漿存儲罐，并且控制器被聯(lián)接到密度計(jì)和閥門，其中控制器經(jīng)配置從而當(dāng)預(yù)選的材料的濃度達(dá)到第一預(yù)選的濃度閾值時(shí)打開閥門。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于再循環(huán)來自拋光組件的沖洗水產(chǎn)物的二氧化鈰的系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括冷凝器，其具有錯(cuò)流過濾器和第一密度計(jì)，用于確保在回到拋光組件之前在再循環(huán)泥漿中積累預(yù)選濃度的二氧化鈰。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的冷凝器的詳細(xì)示意圖，其包括錯(cuò)流過濾器和第一密度計(jì)，其中錯(cuò)流過濾器用于濃縮冷凝器出口泥漿中的二氧化鈰，并且第一密度計(jì)用于一旦已經(jīng)達(dá)到預(yù)選的二氧化鈰濃度閾值則釋放該濃縮的出口泥漿。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，其示出用于再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選的泥漿材料的系統(tǒng)的實(shí)施例。再循環(huán)系統(tǒng)包括錯(cuò)流過濾器，其經(jīng)配置從而從拋光組件接收包括預(yù)選材料的廢料泥漿。錯(cuò)流過濾器進(jìn)一步經(jīng)配置從而濃縮來自廢料泥漿的預(yù)選材料。該再循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一密度計(jì)和控制器，其中第一密度計(jì)經(jīng)配置從而測量預(yù)選材料的濃度，并且控制器確保在其回到拋光組件之前濃度達(dá)到預(yù)選閾值。該控制器被聯(lián)接到一個(gè)或更多閥門，并且可能被聯(lián)接到一個(gè)或更多泵，用于控制再循環(huán)系統(tǒng)中的泥漿的流動。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)選閾值大約是百分之十。在其他實(shí)施例中，該預(yù)選閾值能夠大于或者小于百分之十。在幾個(gè)實(shí)施例中，再循環(huán)系統(tǒng)包括第二密度計(jì)，其被聯(lián)接到控制器和拋光組件的再循環(huán)罐。在這種情況下，第二密度計(jì)經(jīng)配置從而監(jiān)視拋光組件中預(yù)選材料的濃度。當(dāng)預(yù)選材料的濃度降低到第二預(yù)選閾值以下時(shí)，控制器能夠允許來自再循環(huán)系統(tǒng)的具有濃縮的預(yù)選材料的泥漿填充再循環(huán)罐。以此方式，再循環(huán)系統(tǒng)能夠有效地收集和再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選材料。在幾個(gè)實(shí)施例中，該預(yù)選材料包括二氧化鈰或者另一種稀土氧化物類型材料。在一個(gè)這種實(shí)施例中，再循環(huán)系統(tǒng)能夠在來自拋光組件的廢料泥漿中聚集高達(dá)百分之百的二氧化鈰。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于再循環(huán)來自拋光組件(104、106、108)的沖洗水產(chǎn)物102的二氧化鋪的系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)100包括具有錯(cuò)流過濾器112和第一密度計(jì)114的冷凝器110，其用于確保在回到拋光組件(104、106、108)之前預(yù)選濃度的二氧化鈰在再循環(huán)泥漿中積累。對于拋光組件(104、106、108)的操作，拋光器104從再循環(huán)罐108接收拋光泥漿，并且經(jīng)由泵Pl或者106再循環(huán)一部分拋光泥漿到再循環(huán)罐108，其中二氧化鈰濃度大約百分之四。拋光器104也將拋光泥漿的廢料部分102 (例如，沖洗水產(chǎn)物)輸出到緩沖管/分離器閥(separator valve) 116。對于系統(tǒng)100的再循環(huán)組件部分的操作(例如，系統(tǒng)100中不是拋光組件(104、106,108)的部分的那些部件)，緩沖管116能夠及時(shí)工作從而除去二氧化鈰濃度特別低的一些廢料泥漿102，而剩余物118 (例如，緩沖管泥漿)被提供到冷凝器110。在一個(gè)實(shí)施例中，通過緩沖管116除去預(yù)選的二氧化鈰濃度大約為0.5%或者更少的泥漿。該冷凝器110經(jīng)配置從而使用錯(cuò)流過濾器112和第一密度計(jì)114將二氧化鈰濃縮到冷凝器泥漿122中的大約百分之十的預(yù)選濃度閾值，并且將濃縮的冷凝器泥漿存儲在冷凝器存儲罐120中。然后冷凝器泥漿122由泵124或者P2抽出，并且被存儲在主泥漿存儲罐126中。然后將具有大約百分之十的濃縮的二氧化鈰的冷凝器泥漿通過泵128或P3被抽到拋光組件的再循環(huán)罐108。第二密度計(jì)130監(jiān)視再循環(huán)罐108中二氧化鈰的濃度，并且與控制器132 —起控制閥門V1.1和閥門V1.2，從而確保當(dāng)二氧化鈰低于大約百分之五的第二預(yù)選濃度閾值時(shí)，來自存儲罐126的濃縮的冷凝器泥漿被抽出到再循環(huán)罐108中。更具體地，當(dāng)再循環(huán)罐108中二氧化鈰濃度小于大約百分之五時(shí)，控制器132關(guān)閉V1.1，并且打開V1.2，從而允許濃縮的泥漿進(jìn)入再循環(huán)罐108。控制器132也被聯(lián)接到第一密度計(jì)114，并且能夠控制冷凝器110的操作，如下面更詳細(xì)地討論。在幾個(gè)實(shí)施例中，控制器132也被聯(lián)接到一些或全部泵，從而便于二氧化鈰再循環(huán)。在圖1中所示的再循環(huán)系統(tǒng)中，使用特定的預(yù)選濃度閾值。在其他實(shí)施例中，能夠使用其他預(yù)選的濃度閾值。在圖1中所示的再循環(huán)系統(tǒng)中，二氧化鈰是被再循環(huán)的材料。在其他實(shí)施例中，能夠使用再循環(huán)系統(tǒng)再循環(huán)其他預(yù)選的稀土氧化物。在圖1中所示的再循環(huán)系統(tǒng)中，預(yù)選數(shù)目的泵和閥門被用于控制貫穿系統(tǒng)的泥漿的流動。在其他實(shí)施例中，能夠使用較少的泵和閥門。在其他實(shí)施例中，更多泵和閥門能夠被用于控制系統(tǒng)中泥漿的流動。該控制器132能夠包括一個(gè)或更多共享信息的處理部件(例如，處理器、微處理器、可編程邏輯器件和/或其他處理電路)。在幾個(gè)實(shí)施例中，這些處理部件能夠包括一個(gè)或更多個(gè)易失性或者非易失性存儲器部件，其存儲處理部件和/或其他系統(tǒng)部件可訪問的信息。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的冷凝器110的詳細(xì)示意圖，其包括錯(cuò)流過濾器112和第一密度計(jì)114，其中錯(cuò)流過濾器112用于濃縮冷凝器出口泥漿122中的二氧化鈰，并且第一密度計(jì)114用于一旦已經(jīng)達(dá)到預(yù)選的二氧化鈰濃度閾值則釋放該濃縮的出口泥漿。冷凝器110接收緩沖管泥漿118，并且將其引導(dǎo)到冷凝器存儲罐120中。第一密度計(jì)114能夠確定冷凝器存儲罐120內(nèi)的泥漿的二氧化鈰濃度是否是至少大約百分之十。如果是這樣的話，控制器132 (在圖2中不可見，但是圖1中可見)和/或第一密度計(jì)114能夠關(guān)閉冷凝器閥門2.1或者CV2.1，并且打開冷凝器閥門2.2或者CV2.2。在這種情況下，濃縮泥漿122可被提供到泵P2。如果冷凝器存儲罐120內(nèi)泥漿的二氧化鈰濃度不是至少大約百分之十，那么CV2.2仍然關(guān)閉，并且CV2.1保持打開。在這種情況下，濃縮下的泥漿134由泵P4或者136抽到錯(cuò)流過濾器112中。錯(cuò)流過濾器112包括由長管組成的六個(gè)膜片112a，該長管具有沿著管側(cè)壁放置的滲透過濾網(wǎng)，其允許較不濃縮的泥漿138 (例如，包括高濃度水的溶液)橫向流出錯(cuò)流過濾器112并且經(jīng)由冷凝器閥門1.2或CVl.2到出水口 140。過濾網(wǎng)具有多個(gè)開口，其尺寸被設(shè)計(jì)為允許例如水的較小分子顆粒橫向出去。然而，典型的二氧化鈰分子顆粒過大以至于不能進(jìn)入過濾開口，并且因此留在將濃縮泥漿142提供到冷凝器罐120的過濾器的輸出流中。在幾個(gè)實(shí)施例中，例如水流的交叉流體流可以在橫向應(yīng)用(例如，與膜片長管112a的方向橫向)，從而有助于促進(jìn)將二氧化鈰濃度低的泥漿(例如，主要是水)從沿著管方向移動的濃度較高的泥漿中分離。以此方式，錯(cuò)流過濾器112和第一密度計(jì)114能夠一起工作，從而不斷地增加存儲在冷凝器罐120中的冷凝器泥漿122中二氧化鈰的濃度。在一些情形中，例如當(dāng)已經(jīng)獲得想要的二氧化鈰濃度時(shí)，能夠期望將水溶液138保存在冷凝器100中，而不是經(jīng)由出水口 140清除它。在這種情形中，控制器132和/或第一密度計(jì)114能夠關(guān)閉CVl.2并打開CVl.1，并且因此水溶液138退回到冷凝器罐120中。在一個(gè)實(shí)施例中，錯(cuò)流過濾器112是過度過濾器(ultra-filter)，其經(jīng)配置從而只允許小于某一預(yù)選的顆粒尺寸的材料穿過過濾器。在這種情況下，過度過濾器能夠以類似于反向滲透或者其他這種過濾器的方式操作。在一個(gè)實(shí)施例中，用于錯(cuò)流過濾器112的預(yù)選顆粒尺寸大約是0.01微米。在一些實(shí)施例中，可以使用本領(lǐng)域中已知的其他適合的錯(cuò)流過濾器。在一個(gè)實(shí)施例中，錯(cuò)流過濾器是多級膜過濾器。在圖2所示的實(shí)施例中，錯(cuò)流過濾器112由六個(gè)膜片組成。在其他實(shí)施例中，錯(cuò)流過濾器112能夠具有多于或少于六個(gè)膜片。在一個(gè)實(shí)施例中，第一密度計(jì)114是非常精確的儀器，其使用U形管并且測量通過U形管的液體的振動的共振頻率，從而確定密度。在其他實(shí)施例中，能夠使用具有相對高的精確度的其他密度計(jì)。盡管上述描述包含本發(fā)明的許多具體實(shí)施例，但是這些不應(yīng)該被看作是對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，而應(yīng)被看作其具體實(shí)施例的示例。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不是由所說明的實(shí)施例確定，而是由權(quán)利要求及其等價(jià)物確定。
權(quán)利要求
1.一種用于再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選的泥漿材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含: 所述拋光組件，其包含: 拋光器，其具有入口和排水出口 ；和 泥漿存儲罐，其經(jīng)配置從而將包含預(yù)選材料的泥漿供給到所述拋光器的所述入口 ；和 再循環(huán)組件，其包含: 錯(cuò)流過濾器，其包含入口，所述入口經(jīng)配置從而從所述拋光器的所述排水出口接收包含所述預(yù)選材料的廢料泥漿，其中所述錯(cuò)流過濾器經(jīng)配置從而濃縮在所述錯(cuò)流過濾器的出口提供的泥漿中的所述預(yù)選材料； 密度計(jì)，其經(jīng)配置從而測量所述錯(cuò)流過濾器的出口泥漿中所述預(yù)選材料的濃度； 閥門，其被聯(lián)接到所述錯(cuò)流過濾器的出口，并且經(jīng)配置從而供給所述泥漿存儲罐；和控制器，其被聯(lián)接到所述密度計(jì)和所述閥門，其中所述控制器經(jīng)配置從而當(dāng)所述預(yù)選材料的濃度達(dá)到第一預(yù)選濃度閾值時(shí)打開所述閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯(cuò)流過濾器包含多級膜過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯(cuò)流過濾器經(jīng)配置從而在所述錯(cuò)流過濾器的廢料出口除去所述廢料泥漿的低于預(yù)選顆粒尺寸的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述密度計(jì)經(jīng)配置從而測量來自所述錯(cuò)流過濾器的出口泥漿的共振頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述密度計(jì)經(jīng)配置從而測量U形管中的來自所述錯(cuò)流過濾器的所述出口泥漿的所述共振頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含: 第一泵，其經(jīng)配置從而接收所述錯(cuò)流過濾器的所述出口泥漿； 濃縮存儲罐，其被聯(lián)接到所述第一泵，并且經(jīng)配置從而存儲所述錯(cuò)流過濾器的所述出口泥漿； 第二泵，其被聯(lián)接到所述濃縮存儲罐； 第二閥門，其被聯(lián)接在所述泵與所述泥漿存儲罐之間； 第二密度計(jì)，其經(jīng)配置從而測量所述泥漿存儲罐中所述預(yù)選材料的濃度； 其中所述控制器經(jīng)配置從而當(dāng)由所述第二密度計(jì)測量的所述預(yù)選材料的濃度低于第二預(yù)選濃度閾值時(shí)打開所述第二閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述第二預(yù)選濃度閾值大約是百分之五，并且其中所述第一預(yù)選濃度閾值大約是百分之十。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一預(yù)選濃度閾值大約是百分之十。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)選材料包括預(yù)選稀土氧化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)選稀土氧化物包含二氧化鈰。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含位于所述拋光器和所述錯(cuò)流過濾器之間的緩沖管，其中所述緩沖管經(jīng)配置從而除去所述廢料泥漿中所述預(yù)選材料的濃度低于第三預(yù)選閾值的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述拋光組件進(jìn)一步地包含泵，其被聯(lián)接到所述拋光器并且經(jīng)配置從而將部分所述泥漿從所述拋光器引導(dǎo)到所述泥漿存儲罐。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯(cuò)流過濾器包含多個(gè)膜片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)膜片每個(gè)都包含伸長管式形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)膜片每個(gè)都包含沿著所述伸長管式形狀的側(cè)壁的開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng): 其中第一泥漿經(jīng)配置從而從所述伸長管式形狀的膜片的末端流出； 其中第二泥漿經(jīng)配置從而從所述伸長管式形狀的膜片的所述側(cè)壁流出； 其中所述第一泥漿中 所述預(yù)選材料的濃度大于所述第二泥漿中所述預(yù)選材料的濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)選材料的顆粒尺寸大于所述開口的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)。一種系統(tǒng)包括拋光器和再循環(huán)組件，其中拋光器具有入口和排水出口以及泥漿存儲罐，泥漿存儲罐將包括預(yù)選材料的泥漿供給到拋光器的入口，再循環(huán)組件包括錯(cuò)流過濾器、密度計(jì)、閥門和控制器，其中錯(cuò)流過濾器包括從拋光器的排水出口接收含有預(yù)選材料的廢料泥漿的入口，其中錯(cuò)流過濾器經(jīng)配置從而濃縮出口泥漿中的預(yù)選材料，密度計(jì)經(jīng)配置從而測量過濾器出口泥漿中的預(yù)選材料的濃度，閥門被聯(lián)接到過濾器出口，并且經(jīng)配置從而供給泥漿存儲罐，并且控制器被聯(lián)接到密度計(jì)和閥門，其中控制器經(jīng)配置從而當(dāng)預(yù)選材料的濃度達(dá)到第一濃度閾值時(shí)打開閥門。
文檔編號B24B55/12GK103170913SQ201210559989
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者孫琦, D·格瑞福斯, J·P·薩金特, L·A·漢密爾頓 申請人:西部數(shù)據(jù)傳媒公司