[發(fā)明專利]含銅蝕刻廢液的處理方法與蝕刻溶液再生方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910168155.5
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN102002729A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊為梁
• 申請（專利權(quán)）人: 金益世股份有限公司
• 主分類號: C25C1/12
• 分類號: C25C1/12;C23F1/46
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種蝕刻廢液處理法與蝕刻溶液再生方法，且特別是有關(guān)于一種含銅蝕刻廢液的處理法與一種含銅蝕刻溶液的再生方法。

背景技術(shù)

在制備液晶顯示面板與印刷電路板的制程中，往往需要使用各種蝕刻溶液來進(jìn)行金屬材料的蝕刻。蝕刻過程中產(chǎn)生的金屬離子會不斷累積于蝕刻溶液中，當(dāng)蝕刻溶液中金屬離子的濃度升高到一定程度后，就會使得蝕刻溶液不堪使用，而成為蝕刻廢液。這些蝕刻廢液中含有大量的金屬離子、酸性或堿性的蝕刻劑以及其它化學(xué)物質(zhì)，因此無法隨意棄置，必須經(jīng)過特定的廢液處理才能排放。

在本領(lǐng)域中，隨著廠商與產(chǎn)業(yè)別的不同，所用的蝕刻溶液配方與可容忍的金屬離子濃度都不盡相同。以國內(nèi)某些薄膜晶體管液晶顯示器(thin?filmtransistor?liquid?crystal?display，TFT?LCD)制造業(yè)者所使用的蝕刻溶液為例，當(dāng)蝕刻溶液中銅離子的濃度到達(dá)約1000ppm時，蝕刻溶液就失去了蝕刻的能力，而必須更換新的蝕刻溶液。另外，在某些印刷電路板(print?circuit?board，PCB)廠商所利用的銅蝕刻的蝕刻溶液中，可容忍的銅離子濃度約為130g/L。但不論在何種情形中，這些蝕刻廢液中仍然含有大量的酸、約5-6wt％的過氧化氫與蝕刻添加劑，這些成份未能完全利用，無形中等于增加了制造成本。此外，制造業(yè)者尚須付出額外的成本來清運與處理這些廢液。

目前最常用的含銅蝕刻廢液的處理方式是硫酸轉(zhuǎn)化蒸發(fā)法以及電解法。硫酸轉(zhuǎn)化蒸發(fā)法是在蝕刻廢液中加入硫酸并加熱，以使得廢液中的銅離子反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銅，此外尚可回收廢液中的酸(如鹽酸、硝酸)。然而硫酸轉(zhuǎn)化蒸發(fā)法必須添加大量的硫酸，且無法回收廢液中的過氧化氫與化學(xué)蝕刻劑。電解法可用以回收銅金屬，但這種處理法也無法有效回收蝕刻廢液中的化學(xué)蝕刻劑。

有鑒于此，相關(guān)領(lǐng)域亟需提出一種更有效率的含銅蝕刻廢液的處理法，不但能降低廢液的處理成本，還能提升廢液的再利用價值。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種更有效率的含銅蝕刻廢液的處理方法及含銅蝕刻溶液的再生方法，不但能降低廢液的處理成本，還能提升廢液的再利用價值。

本發(fā)明的一實施方式提出了在一反應(yīng)槽中進(jìn)行的含銅蝕刻廢液的處理方法。上述含銅蝕刻廢液至少包含銅離子、銨離子與過氧化氫。此一處理方法不但可得到具有經(jīng)濟(jì)價值的銅，且反應(yīng)過程中產(chǎn)生的各種產(chǎn)物亦分別具有回收再利用的價值。

根據(jù)本發(fā)明具體實施例，上述反應(yīng)槽中至少包含：一陰極室，其中設(shè)有一陰極；一廢液處理室；一第一陽離子透析膜，設(shè)于陰極室與廢液處理室之間；一陽極室，其中設(shè)有一陽極；以及一第二陽離子透析膜，設(shè)于陽極室與廢液處理室之間。

首先，將硫酸溶液(重量百分濃度為2-20％)、電解質(zhì)水溶液與含銅蝕刻廢液分別注入陽極室、陰極室與廢液處理室之中。其后，對陰極與陽極通電，以使得：

(1)陽極室中的水分子進(jìn)行氧化反應(yīng)；以及

(2)銨離子與銅離子穿過第一陽離子透析膜而進(jìn)入陰極室，并于陰極室中進(jìn)行還原反應(yīng)，以分別產(chǎn)生氨氣與銅、氧化銅和/或氧化亞銅，其中氨氣至少部分溶于電解質(zhì)水溶液中以使其成為含氫氧化銨水溶液。

在本發(fā)明某些任選具體實施例中，所用的硫酸溶液重量百分濃度為4-10％。

根據(jù)本發(fā)明具體實施例，上述電解質(zhì)水溶液至少包含一電解質(zhì)，該電解質(zhì)為酸、堿或鹽類。舉例來說，電解質(zhì)水溶液可以是氫氧化鉀水溶液、氫氧化銨水溶液或上述兩者的混合物、氯化銨水溶液、硫酸水溶液或鹽酸水溶液。

在本發(fā)明具體實施例中，所用的第一與第二陽離子透析膜可以分別為全氟磺酸膜、全氟羧酸膜、全氟磺酸/全氟羧酸復(fù)合膜或碳聚合物膜。

在本發(fā)明任選的具體實施例中，進(jìn)行通電步驟時，使得陰極與陽極間的電位差為5-20伏特。此外，在進(jìn)行通電步驟時，陰極與陽極間的電流密度為500-2000安培/平方米。

根據(jù)本發(fā)明任選的具體實施例，所用的陽極可為不溶性陽極；另一方面，所用的陰極可以是鎳、鐵、不銹鋼、石墨、碳鋼、鍍鎳的鈦、銅或上述的組合。

根據(jù)本發(fā)明任選的具體實施例，在進(jìn)行所述處理方法時，可將反應(yīng)槽內(nèi)部的溫度控制于5-30℃。

在本發(fā)明任選的具體實施例中，使用一種兩膜三室電透析設(shè)備來作為進(jìn)行上述處理的反應(yīng)槽。