[發(fā)明專利]一種對電路板同時(shí)進(jìn)行酸性蝕刻和回收銅的方法

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• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104213121A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃明安
• 申請（專利權(quán)）人: 北京凱迪思電路板有限公司;武漢凱迪思特科技有限公司;凱迪思科技股份有限公司
• 主分類號: C23F1/02
• 分類號: C23F1/02;C23F1/18;C25C1/12;C25F3/14
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠?qū)﹄娐钒逋瑫r(shí)進(jìn)行酸性蝕刻和銅回收的的方法。

背景技術(shù)

中國已成為全球最大的PCB生產(chǎn)國家，目前被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)PCB的蝕刻方法有堿性蝕刻和酸性蝕刻。

酸性蝕刻是采用有機(jī)感光干膜或者濕膜作為抗蝕層，對未被抗蝕層保護(hù)的銅面采用化學(xué)方式進(jìn)行腐蝕，酸性蝕刻液主要是鹽酸、氯化銅、氧化劑組成，腐蝕速度達(dá)到20um/min。

堿性蝕刻是采用圖形電鍍錫層作為抗蝕層，由于錫層不耐酸，所以采用堿性蝕刻，相對酸性蝕刻來說堿性蝕刻的工藝流程較長，成本較高。

酸性蝕刻流程簡單成本低，而且積層法埋盲孔的工藝流程必須采用酸性蝕刻工藝，隨著多層板生產(chǎn)量的增加和積層法多層板的產(chǎn)量增加，酸性蝕刻法的使用已經(jīng)超過堿性蝕刻法。

酸性蝕刻要排放大量的酸性蝕刻廢液，一般每生產(chǎn)1平米的電路板會(huì)產(chǎn)生10升廢酸性蝕刻液，酸性蝕刻廢液中含有的銅為120g/L，對酸性蝕刻液回收銅是企業(yè)和環(huán)保的共同要求。

酸性蝕刻液回收方法主要分為化學(xué)法和電鍍法，化學(xué)法需加入很多化學(xué)物質(zhì)，不僅污染環(huán)境，還會(huì)造成成本增加。

電鍍法處理酸性蝕刻廢液，不僅可以再生蝕刻液，還可以回收金屬銅，是目前回收酸性蝕廢刻液的主要方法，已公開披露的酸性蝕刻液電鍍法主要有膜電解方法和萃取電解法，膜電解法容易產(chǎn)生氯氣危害人身安全，萃取電解法所消耗的化學(xué)藥品又很多，所以酸性蝕刻液的銅回收一直是電路板行業(yè)的難題。

發(fā)明內(nèi)容

因?yàn)槲g刻添加液是由藥水供應(yīng)商提供的，廢液的銅回收是由專門的再生回收公司進(jìn)行的，蝕刻機(jī)又是由設(shè)備廠家生產(chǎn)的，這樣就造成了蝕刻液和回收工藝、設(shè)備不能統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

本發(fā)明就是采用系統(tǒng)的方法，把蝕刻液的配制、回收方法和設(shè)備的制作協(xié)調(diào)一致，以做到既保證蝕刻的效果和速度，又可以達(dá)到環(huán)保的要求做到污染物的零排放、降低化學(xué)藥品的消耗、銅的完全回收利用。

本發(fā)明的電解蝕刻和電鍍回收方法有三個(gè)部分：

包括電解陽極蝕刻部分、電鍍陰極銅回收部分、電解蝕刻液。

所述的電解陽極是待蝕刻的電路板，與陽極連接的部分是由耐腐蝕的導(dǎo)電材料制成，一般用金屬鈦或者石墨作為電解的陽極而導(dǎo)電，需要蝕刻的電路板兩端露出金屬銅與傳送部分接觸而導(dǎo)電，在電流的作用下，抗蝕膜以外的金屬銅作為陽極被電解為離子進(jìn)入電解液。

所述的陰極是回收的銅板，陰極是由銅片、不銹鋼片或者其他導(dǎo)電材料制成的平板，陰極板與陽極電路板保持平行，距離為１ｃｍ～２０ｃｍ，陽極和陰極之間保持１～５ｖ的直流電壓，電流密度保持在１～１０ＡＳＤ，在電流的作用下，銅離子在陰極被還原為金屬銅沉積在陰極板上。

陽極和陰極浸沒在電解蝕刻液中，所述的電解蝕刻液是由硫酸、硫酸銅、雙氧水等組成的，電解蝕刻液一方面起到電解電鍍液的作用，起作用的成分是硫酸、硫酸銅；另一方面還起到蝕刻作用，硫酸銅、雙氧水、硫酸在沒有外加電流的作用下對銅進(jìn)行化學(xué)蝕刻。

電路板上未被抗蝕膜覆蓋的銅圖形被電解到后段的時(shí)候，基材上的銅被腐蝕失去了導(dǎo)電作用，電路板上的部分網(wǎng)絡(luò)與陽極沒有電連接，這個(gè)時(shí)候無法進(jìn)行電解蝕刻，只依靠電解蝕刻液的蝕刻作用。

電解蝕刻的作用隨著銅面的被腐蝕直至露出絕緣基材而停止，余下的只是很薄的銅需要依靠電鍍蝕刻液的化學(xué)腐蝕作用。

為提高蝕刻速率和蝕刻因子，在陰極板和陽極板之間增加噴流管，噴嘴交叉均勻分布，噴流口朝向陽極電路板，在電解蝕刻完成后，化學(xué)蝕刻中噴流的作用特別重要。

為提高電解蝕刻液的蝕刻均勻性，需增加電解蝕刻液的攪拌和循環(huán)。

具體實(shí)施方式

電路板在貼干膜或者濕膜時(shí)板邊不要完全覆蓋，留銅寬度為8~10mm，留銅以作為與陽極導(dǎo)電的作用。

正常的顯影過程后，板邊露出的銅與整流器的陽極相連并進(jìn)行傳送，電解蝕刻的電壓保持恒壓直流3V。

電解蝕刻液的各組分濃度和參數(shù)為：

硫酸：200g/l????????五水硫酸銅：70g/l??????雙氧水(30%)：60ml/l

電流密度：根據(jù)電解蝕刻的有效銅面積進(jìn)行調(diào)整，電流密度控制在5ASD左右

蝕刻溫度：40℃

傳送速度：1m/min。

蝕刻量對比為：

總蝕刻銅厚度：51um

電解蝕刻銅厚度：45~51um

化學(xué)蝕刻銅厚度：10~15um。

電解蝕刻和回收銅優(yōu)選垂直連續(xù)生產(chǎn)線，可以方便的實(shí)現(xiàn)顯影、蝕刻、退膜連線。