[實用新型]雙組份酸性蝕刻液循環再生裝置

有效

• 申請號: 201820186337.X
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN208087748U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 何世武
• 申請（專利權）人: 何世武
• 主分類號: C23F1/46
• 分類號: C23F1/46;C25C1/12
• 代理公司: 深圳叁眾知識產權代理事務所(普通合伙) 44434
• 代理人: 杜立光

本實用新型提供了一種雙組份酸性蝕刻液循環再生裝置，包括蝕刻廢液儲存槽、隔膜電解槽、再生液儲存槽、水汽混合器、循環槽及鹽酸供給裝置，該雙組份酸性蝕刻液循環再生裝置還包括氯化銨供給裝置，該氯化銨供給裝置包括氯化銨儲存槽、泵體及管道。該技術有效的解決現有隔膜電解技術蝕刻液在循環過程中需要添加大量鹽酸，蝕刻液水體積膨脹，無法100％循環再利用的技術難題。

技術領域

本發明專利適用于印制線路板酸性蝕刻液回收再生技術領域，尤其涉及一種雙組份酸性蝕刻液循環再生裝置。

背景技術

全球PCB產業產值占電子元件產業總產值的四分之一以上，是各個電子元件細分產業中比重最大的產業，產業規模達400億美元。同時，由于其在電子基礎產業中的獨特地位，已經成為當代電子元件業中最活躍的產業。

蝕刻作為PCB制程中的重要工藝，酸性蝕刻液因為具有側蝕小、速率易于控制和易再生等特點，被廣泛應用。在蝕刻過程中，Cu²⁺與Cu作用生成Cu⁺，隨著蝕刻反應的進行，Cu⁺數量越來越多，Cu²⁺減少，蝕刻液蝕刻能力很快下降，為保持穩定蝕刻能力，需加入氧化劑使Cu⁺盡快轉化為Cu²⁺；同時當蝕刻缸內 Cu²⁺濃度達到一定數值時或者蝕刻缸的溶液超過一定體積時，需要及時排除部分蝕刻液以保證蝕刻工序的正常運轉，該排出蝕刻液稱之為蝕刻廢液。由于蝕刻工序要保持蝕刻設備的負壓，蝕刻線需要裝配有抽風設備，鹽酸屬于易揮發酸，會隨著抽風而損耗掉一部分。通常1000L的蝕刻液，經過蝕刻工序排除來的蝕刻廢液只有850-900L左右，體積損耗大約10-15％左右，但是由于蝕刻液里面溶解了銅離子，銅離子大約10-12％左右，蝕刻液的總重量在蝕刻工序前后大約相等。

酸性蝕刻廢液傳統的處理方法是化學法，通過加堿中和，把廢液中的銅離子回收，中和后的廢液必須排放。

為了減少環境污染和達到一定的經濟效益，大部分使用循環再生的方法來代替之前直接處理回收銅的方法，目前再生循環的方法主要有如下：

1、萃取電沉積法：該方法將酸性蝕刻廢液與萃取劑相混合，使萃取劑將蝕刻液中的銅離子萃取出來，經硫酸反萃后得到硫酸銅溶液，電解后得到單質銅，而被降低銅離子后的蝕刻液經調配返回蝕刻線使用。此方法在萃取時需用氨水調節PH值至1-2才能萃取，而酸性萃取劑萃取能力非常差，銅離子降低慢，蝕刻液中容易夾帶萃取劑，在調節PH值的過程藥水會增量，并且無法提供氧化劑等弊病。

2、離子膜電解再生法：此方法是用陰離子膜使陰極與陽極相隔開，利用電解時離子遷移的原理使氯離子遷移到陽極，陽極液與蝕刻缸循環達到氧化亞銅離子從而再生。但此方法在電解再生的過程中能耗大，離子膜的成本高且易破損，當離子膜破損時，陽極液和陰極液就會混合，從而導致蝕刻藥水成分失調，最終導致藥水無法循環再利用。

3、草酸沉淀法：此方法是將草酸與酸性蝕刻液中的銅離子反應，降低銅離子后的蝕刻液回用。但此方法只能回收鹽酸，提高鹽酸的摩爾濃度，無法再生酸性蝕刻中所需的氧化劑，反復使用后容易會增量且雜質增多。

4、隔膜電解法：通過隔膜電解讓蝕刻液中的銅離子在陰極析出，得到陰極銅，陽極產生氯氣溶解于蝕刻液中回用于生產線。但是蝕刻藥水在循環使用的過程中，特別是在蝕刻生產工序由于蝕刻線要保持負壓，必須有抽風，鹽酸在蝕刻的過程中不斷揮發，同時電解過程也會造成氯離子的損失。為保持蝕刻藥水的鹽酸濃度，必須定量添加鹽酸，但是工業上使用的鹽酸的濃度一般只有 30-31％，當鹽酸添加量大時，整個循環系統的蝕刻液體積會不斷增加，目前的隔膜電解技術提取一噸銅需要添加鹽酸大約4-6噸左右，這樣大的添加量遠遠大于蝕刻液在蝕刻工序中的體積損耗量(大約10-15％)，當循環一段時間時系統中的蝕刻液就會超出系統的儲存量，必須外排，這就導致蝕刻液無法100％循環再利用。實際上目前市場上采用的隔膜電解工藝蝕刻液的回用率一般只有 40-50％回用率，存在著大量的外排，整個工藝技術很不成熟。