CN102787345B - 表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统 - Google Patents

Abstract

一种表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，包括：清洗液储存槽，用以储存清洗液；碳纤维过滤器，用以过滤清洗液的微小颗粒并吸附氯；臭氧氧化器，用以产生臭氧并氧化有机物，且回送至清洗液储存槽；高压泵，用以抽取并加压清洗液储存槽中的清洗液以形成高压处理液；以及逆渗透模块，用以接收高压处理液并进行逆渗透处理以产生渗透液以及浓缩液，且浓缩液至少包含高浓度的硫酸铜，且浓缩液可输送出去，当作镀液中铜的额外来源。因此，本发明表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统可具体实现回收清洗液中的铜，达到零排放及零污泥的目标。

Description

表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统

技术领域

本发明特别涉及一种利用逆渗透模块以形成至少包含高浓度硫酸铜浓缩液，以达到铜资源回收的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统。

背景技术

在一般的表面处理制程中，常常需要在目标物件上形成特定镀层，藉以提供具特殊性能的表面，比如用以增加导电特性以传导电力或传送电气信号，或用以表现出金属光泽以加强视觉美观，或用以防蚀、防锈或防止刮伤的保护作用。

针对需要增加导电特性或需要形成导电层的应用，常使用通电的电镀铜制程或不需通电的无电镀铜制程，可在目标物件上成长出特定厚度的金属铜层或合金铜层，尤其是印刷电路板(PCB)中的导电层，以供后续蚀刻处理而形成所需的电路图案。不论是镀铜制程或无电镀铜制程，都需要在镀槽中灌注具有高浓度铜来源的镀液，藉以利用电力或化学反应将镀液中的铜离子还原成金属铜层或合金铜层，并沉积在浸泡于镀液中的目标物件上。由于镀液中的铜离子会随着制程的进行而逐渐消耗掉，因此需要适当的补充铜来源，比如硫酸铜。

此外，为了避免对后续制程的干扰，比如目标物件上残留镀液的可能污染，因此需要进行清洗处理，以去除残留的镀液。通常是使用去离子水(De-ionized Water)当作清洗液，让目标物件浸泡在清洗液中以实现清洗处理，而清洗后的清洗液中会含有镀液成分，比如铜离子，而且还可能含有其他有用的或污染性的有机物或化学物质，比如有机酸或螯合剂，所以需要适当处理，而不可当作废水直接排放。在现有技术中，常常是将酸洗、蚀刻或其他制程所产生的不同废水一起混合收集后，再利用复杂且昂贵的废水处理设备以去除废水中所有的有害物质或回收有用的物质，以符合环保法规所规范的排放标准，并产生需最终处置的污泥，比如利用掩埋处理。

然而，现有技术的缺点在于，混合废水包含太多各种污染物，使得废水处理设备所需的功能增加，造成整体处理成本居高不下，且实务上操作复杂，需要相当熟练的技术人员。因此，需要一种表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，是用以回收并再利用清洗液所包含的铜资源，而清洗液是在浸泡待清洗物件后所形成，其中清洗液可至少包含硫酸铜、微小颗粒，氯、有机物、罗氏盐、螯合剂铜错合物、螯合剂，且表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统包括：

清洗液储存槽，用以储存清洗液；

碳纤维过滤器，用以过滤清洗液的微小颗粒并吸附氯；

臭氧氧化器，用以产生臭氧并氧化有机物，且回送至清洗液储存槽；

高压泵，用以抽取并加压清洗液储存槽中的清洗液以形成高压处理液；以及逆渗透模块，用以接收高压处理液并进行逆渗透处理以产生渗透液以及浓缩液，且浓缩液至少包含高浓度的硫酸铜。

因此，本发明的资源回收系统可产生具有高浓渡铜的浓缩液，可提供当作镀液中铜的额外来源，实现回收铜的目的，进而达到零排放且零污泥的目标。

附图说明

图1是本发明表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统的结构示意图；

以上各图中所示符号所指示之组件分别为：

10碳纤维过滤器、20臭氧氧化器、30高压泵浦、40逆渗透模块、L1清洗槽清洗液、L2储存槽清洗液、L3过滤处理液、L4臭氧处理液、L5高压处理液、L6渗透液、L7浓缩液、T清洗液储存槽、V控制阀。

具体实施方式

以下配合图式及元件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

参阅图1，本发明表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统包括清洗液储存槽T、碳纤维过滤器10、臭氧氧化器20、高压泵浦30以及逆渗透模块40，用以回收并再利用清洗液所包含的铜资源。

上述的清洗液是在表面处理制程时置于清洗槽(图中未显示)中以浸泡方式清洗待清洗物件(图中未显示)，以除去待清洗对象表面上的残留化学药剂或固体微粒，而待清洗物件系经过无电镀铜处理或电镀铜处理而在表面形成金属铜层。因此，清洗液会在清洗待清洗物件后至少包含硫酸铜、微小颗粒，氯、有机物、含铜罗氏盐(Rochelle salt)、螯合剂铜错合物以及螯合剂中的任意一种；其中螯合剂可包括乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)。

清洗液储存槽T接收来自清洗槽的清洗槽清洗液L1，以形成储存槽清洗液L2。

碳纤维过滤器10包含碳纤维，可过滤储存槽清洗液L2中的微小颗粒，并吸附氯，藉以同时去除微小颗粒及氯，其中微小颗粒可包括金属碎屑、固态盐粒或其他固态杂质。此外，碳纤维过滤器10也可用其他过滤器取代，比如活性碳过滤器、离子交换过滤器。

臭氧氧化器20包含多个串接的臭氧氧化管(图中未显示)，每个臭氧氧化管具有用以产生紫外光的紫外灯，用以产生所需的氧化作用。臭氧氧化器20所产生的臭氧可用以氧化过滤处理液L3中的有机物，以达到去除有机物的目的，进而形成臭氧处理液L4，其中有机物可包括醇类、醛类、有机酸。此外，臭氧处理液L4被送回清洗液储存槽T。

因此，上述碳纤维过滤器10及臭氧氧化器20的主要目的是在于预先处理清洗槽清洗液L1，进而配合清洗液储存槽T而形成封闭循环路径。

高压泵30抽取清洗液储存槽T中的储存槽清洗液L2，以形成高压处理液L5，并传送至逆渗透模块40。

逆渗透模块40接收高压处理液L5，且逆渗透模块40包含逆渗透膜(图中未显示)，用以对高压处理液L5进行逆渗透处理，进而产生渗透过逆渗透膜的渗透液L6以及未渗透过逆渗透膜的浓缩液L7。渗透液L6包含低浓度的硫酸铜及含铜洛捷尔盐，且不包含该大分子物质，比如螯合剂铜错合物、螯合剂，可当作一般溶剂再利用。相对的，浓缩液L7保留高压处理液L4中的大分子物质以及高浓度的硫酸铜及含铜罗氏盐，具有再利用的价值。

本发明的循环利用系统可进一步包括位于清洗液储存槽T以及逆渗透模块40之间的控制阀V，用以动态控制部分的渗透液L6回送到清洗液储存槽T，尤其是配合在清洗液储存槽T中安置的液位传感器(图中未显示)，并由液位传感器控制控制阀V是否打开，藉以调节排放出去之渗透液L6的流量。

具体而言，液位传感器可感测清洗液储存槽T中储存槽清洗液L2的液位，使得储存槽清洗液L2低于预设液位时，打开控制阀V使部分渗透液L6回送到清洗液储存槽T，以降低排放渗透液L6的流量，并使储存槽清洗液L2的液位升高。另外，在储存槽清洗液L2高于预设液位时，可关闭控制阀V，而使所有的渗透液L6排放出去。

此外，浓缩液L7可藉泵、重力或溢流(图中未显示)而输送至镀槽，用以当作无电镀铜处理或电镀铜处理中镀液所需的额外铜来源，或输送至调配槽(图中未显示)，用以调配具较佳组成的镀液，可供后续表面处理制程所需，或输送至储存槽(图中未显示)，用以暂时储存。储存槽所暂时储存的浓缩液可进一步部分或全部回送至调配槽。

本发明的特点在于利用碳纤维过滤器、臭氧氧化器以及逆渗透模块，以分别实现过滤、氧化以及浓缩处理，进而将浓缩后具有高浓度铜离子及可再利用物质的浓缩液送回镀槽，以达到铜的资源回收目的，同时，本发明并不产生额外的污泥，进而具有零排放的优点。

以上所述仅用于解释本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是在相同的发明精神下所做有关本发明的任何修饰或变动，均包括在本发明的权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，用以回收并再利用表面处理制程中清洗液所包含的铜资源，其特征在于，所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统包括：

一清洗液储存槽，用以接收来自清洗槽的清洗液以形成储存槽清洗液，且该清洗槽系用以清洗表面处理制程中的待清洗物件，该储存槽清洗液至少包含硫酸铜、微小颗粒、氯、醇类、醛类、有机酸、罗氏盐(Rochelle salt)、螯合剂铜错合物及螯合剂；

一碳纤维过滤器，用以过滤该储存槽清洗液中的微小颗粒，并吸附该储存槽清洗液中的氯，藉以产生过滤处理液，其中该碳纤维过滤器包含碳纤维；

一臭氧氧化器，用以产生臭氧以氧化并去除该过滤处理液中的有机物，进而形成臭氧处理液，且该臭氧处理液被回送至该清洗液储存槽；

一高压泵，用以抽取及加压该清洗液储存槽中的清洗槽清洗液而形成高压处理液，并传送出去；以及

一逆渗透模块，用以接收该高压处理液，且该逆渗透模块包含逆渗透膜，用以对该高压处理液进行逆渗透处理，进而产生渗透过该逆渗透膜的渗透液以及未渗透过该逆渗透膜的浓缩液，其中该浓缩液保留该高压处理液中的大分子物质以及高浓度的硫酸铜及含铜罗氏盐，而该渗透液包含低浓度的硫酸铜及含铜罗氏盐，但不包含该大分子物质，该大分子物质包括螯合剂铜错合物、螯合剂；

所述的逆渗透模块进一步包括导电率传感器、水位传感器以及变频器(Inverter)，用以动态调整控制该高压处理液的流量；

该循环利用系统进一步包括一液位传感器以及一控制阀，其中该液位传感器安置在该清洗液储存槽中，用以感测该清洗液储存槽中储存槽清洗液的液位，而该控制阀位于该清洗液储存槽以及该逆渗透模块之间，且该控制阀受该液位传感器控制以使得该储存槽清洗液的液位低于预设液位时，打开该控制阀而使部分的渗透液回送到清洗液储存槽，并在该储存槽清洗液的液位高于该预设液位时，关闭该控制阀，而使所有的渗透液排放出去。

2.根据权利要求1所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，其特征在于，所述的待清洗物件是经过无电镀铜处理或电镀铜处理而在表面形成金属铜层或合金铜层。

3.根据权利要求1所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，其特征在于，所述的该臭氧氧化器包含多个串接的臭氧氧化管，每个臭氧氧化管具有用以产生紫外光的紫外灯，而该紫外光是用以促进氧化反应。

4.根据权利要求1所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，其特征在于，所述的逆渗透膜是由纳米分子级的聚酰亚胺(Polyimide)螺旋编织膜所构成。

5.根据权利要求1所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，其特征在于，所述的螯合剂包括乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)。

6.根据权利要求1所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，其特征在于，该循环利用系统进一步包括一调配槽，其中该浓缩液被输送至该调配槽，用以调配具较佳组成的镀液。

7.根据权利要求6所述的表面处理化学铜制程清洗液中铜的循环利用系统，其特征在于，该循环利用系统进一步包括一储存槽，其中该浓缩液是输送至该储存槽，用以暂时储存该浓缩液，且该储存槽所暂时储存的浓缩液是部分或全部回送至该调配槽。