CN103572293B - 一种环保型铜镀层退镀液及可再生退镀液的退镀工艺 - Google Patents
一种环保型铜镀层退镀液及可再生退镀液的退镀工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及电镀技术领域,尤其涉及一种退镀液及退镀工艺。一种环保型铜镀层退镀液,包括以下退镀液原料制成:焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸铵、磷酸氢二钠、25%的氨水、30%的双氧水。一种可再生退镀液的退镀工艺,通过电沉积回收退镀液中的,使退镀液中的铜离子减少,从而使退镀液再生,适当补加双氧水达到循环利用目的。由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明的退镀液稳定,对镀件基体表面无腐蚀、无有害气体产生、可再生重复利用,使用周期长,可节约成本,符合社会多要求的环保节约的宗旨。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域,尤其涉及一种退镀液及退镀工艺。
背景技术
电镀过程中会产生不合格镀层,在支撑镀件的挂具上也会沉积上镀层;前者需要回收利用,后者要反复使用,因此需将镀层进行彻底退除。而退镀液通常适用于基体表面的镀铜层的退除。传统的退镀工艺中,通常采用含高浓度的硫酸及硝酸的退镀液,上述退镀液中含有强氧化剂并且酸性较强,因此在退镀时极易对基体本身产生过腐蚀的不良影响。另外浓硝酸与铜反应,既是强氧化剂,又是酸,产生大量的有害NOX气体,俗称“黄龙”,对环境污染严重,对人体有极大的伤害,并且对设备及厂房也会产生极大的腐蚀。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种环保型铜镀层退镀液,解决以上技术问题。
本发明的另一目的在于,提供一种可再生退镀液的退镀工艺,解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种环保型铜镀层退镀液,其特征在于,包括以下退镀液原料制成:
焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸铵、磷酸氢二钠、25%的氨水、30%的双氧水。
本发明的退镀液以焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸铵及磷酸氢二钠为主要原料,作为络合剂促进铜的溶解并增加溶液中铜离子的含量,以双氧水为氧化剂,退镀液无有害气体产生,对基体无腐蚀,效率高、反应稳定。
所述退镀液原料各组分的含量为:
所述退镀液原料各组分的含量优选为:
所述退镀液的PH值为5-10,优选6-8,调节pH值采用的酸为焦磷酸、酒石酸、磷酸、柠檬酸中的任一种或组合,优选焦磷酸和磷酸。上述几种酸不仅可以调节退镀液的pH值,其酸根又可以作为铜离子的络合剂,退镀液的pH值在6-8之间,趋于中性,反应温和,不会使基体产生过腐蚀。
所述退镀液原料中还含有二价镍离子,所述二价镍离子含量为0.1g/L-10g/L,优选1g/L-2g/L。本发明添加二价镍离子加快了退镀速度,从而使退镀液退镀时间缩短并延长了使用周期。
一种可再生退镀液的退镀工艺,包括如下步骤:
1)配置退镀液:按退镀液原料组分配比配置退镀液,将退镀液的温度设置在20℃-60℃,优选30℃-50℃,最优选35℃-40℃。
2)退镀操作:将镀件放入退镀液中,搅拌退镀液,搅拌方式可以采用机械、磁力或空气搅拌;在退镀过程中,所述退镀液的用量保持在不少于1.5L/dm2,优选1.6L/dm2-2.0L/dm2;
3)完成退镀:在一设定时间后,将镀件从退镀液中取出,完成退镀操作;
4)退镀液的再生:将步骤3)中的退镀液体积恢复至退镀前的体积;
然后采用电沉积的方法将所述退镀液中的铜离子沉积出,采用不溶性阳极作为阳极,采用不锈钢做阴极;
电解阴极电流密度为0.1A/dm2-5A/dm2,优选0.5A/dm2-2A/dm2;
电解温度控制在20℃-60℃,优选30℃-50℃;
电解时间根据退镀液中所溶铜离子的含量及法拉第定律确定;
电解处理后的退镀液中补加双氧水后实现再生,补加量为双氧水(30%)≥30mL/L,优选50mL/L-100mL/L,且调节退镀液PH值为5-10,优选6-8。
本发明采用双氧水作为氧化剂,以酒石酸钾、柠檬酸铵等为络合剂促进铜的溶解并增加溶液中铜离子的含量,从而使退镀液退镀时间缩短并延长使用周期;退除铜镀层后的退镀液可采用电沉积的方法沉积出铜,进而除去或减少退镀液中的铜离子,适当补加双氧水使退镀液达到重复利用的目的。该发明不仅具有环保的特点,又可以循环利用,提高了退镀效率,减少了成本,是一种有效可行的退镀方案。采用本发明的退镀工艺,退镀的镀件在镀液中无腐蚀,本发明的退镀液属于绿色环保的退镀液。本发明的退镀液适用于不合格产品及镀铜件吊具上铜层的退除。
步骤4)中,不溶性阳极可以是铅板、石墨电极、玻璃碳电极或钌钛氧化物涂层的钛基工业DSA电极作为阳极。
步骤4)中,加入过量的二氧化锰后,过滤,将滤液经电渗析处理的方式浓缩至与退镀前的退镀液体积相同。
也可以将退镀液加热到70℃保持10分钟后,将所述退镀液中多余的双氧水分解,并过滤,实现退镀液体积恢复至与退镀前的退镀液体积相同。
步骤4)中,所述退镀液需进行再生时,需要电沉积的退镀液中,所含铜离子的含量不少于11g/L,优选11g/L-16g/L。
在镀件铜镀层厚度为25μm-30μm时,每升退镀液完成退镀面积大于0.5dm2后,在所述退镀液中补加双氧水(30%),不低于10mL/dm2,优选40mL/dm2-150mL/dm2。
在镀件铜镀层厚度为25μm-30μm时,每升退镀液完成退镀面积大于5dm2后,优选5dm2-6dm2后,加入过量的二氧化锰或将退镀液加热到70℃保持10分钟,将所述退镀液中多余的双氧水分解,并过滤。
有益效果:由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明的退镀液稳定,对镀件基体表面无腐蚀、无有害气体产生、可再生重复利用,使用周期长,可节约成本,符合社会多要求的环保节约的宗旨。
具体实施方式
为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面进一步阐述本发明。
一种环保型铜镀层退镀液,包括以下退镀液原料制成:
焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸铵、磷酸氢二钠、25%的氨水、30%的双氧水。退镀液原料各组分的含量为:
组成 | 含量 | 优选含量 |
三水合焦磷酸钾(K4P2O7·3H2O) | 200g/L-350g/L | 280g/L-320g/L |
四水合酒石酸钾钠(C4H4O6KNa·4H2O) | 10g/L-60g/L | 25g/L-55g/L |
柠檬酸铵(C6H17N3O7) | 20g/L-120g/L | 80g/L-110g/L |
磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O) | 20g/L-50g/L | 30g/L-40g/L |
氨水(25%)(NH3·H2O) | ≥1mL/L | 2mL/L-6mL/L |
双氧水(30%)(H2O2) | ≥30mL/L | 50mL/L-100mL/L |
本发明的退镀液以焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸铵及磷酸氢二钠为主要原料,作为络合剂促进铜的溶解并增加溶液中铜离子的含量,以双氧水为氧化剂,退镀液无有害气体产生,对基体无腐蚀,效率高、反应稳定。
退镀液的PH值为5-10,优选6-8,调节pH值采用的酸为焦磷酸、酒石酸、磷酸、柠檬酸中的任一种或组合,优选焦磷酸和磷酸。上述几种酸不仅可以调节退镀液的pH值,其酸根又可以作为铜离子的络合剂,退镀液的pH值在6-8之间,趋于中性,反应温和,不会使基体产生过腐蚀。
退镀液原料中还含有二价镍离子,二价镍离子含量为0.1g/L-10g/L,优选1g/L-2g/L。本发明添加二价镍离子加快了退镀速度,从而使退镀液退镀时间缩短并延长了使用周期。
一种可再生退镀液的退镀工艺,包括如下步骤:
1)配置退镀液:按退镀液原料组分配比配置退镀液,将退镀液的温度设置在20℃-60℃,优选30℃-50℃,最优选35℃-40℃。
2)退镀操作:将镀件放入退镀液中,搅拌退镀液,搅拌方式可以采用机械、磁力或空气搅拌;在退镀过程中,退镀液的用量保持在不少于1.5L/dm2,优选1.6L/dm2-2.0L/dm2。
3)完成退镀:在一设定时间后,将镀件从退镀液中取出,完成退镀操作;退镀时间可以根据镀层的厚度和尺寸设定,一般在3min-20min为佳。
4)退镀液的再生:将步骤3)中的退镀液体积恢复至退镀前的体积;恢复体积的方式可以为:加入过量的二氧化锰后,过滤,将滤液经电渗析处理的方式浓缩至与退镀前的退镀液体积相同。也可以将退镀液加热到70℃保持10分钟后,将退镀液中多余的双氧水分解,并过滤,实现退镀液体积恢复至与退镀前的退镀液体积相同。
需要电沉积的退镀液中,所含铜离子的含量不少于11g/L,优选11g/L-16g/L。采用电沉积的方法将退镀液中的铜离子沉积出,采用铅板、石墨电极、玻璃碳电极或钌钛氧化物涂层的钛基工业DSA电极等不溶性阳极作为阳极,采用不锈钢做阴极。电解阴极电流密度为0.1A/dm2-5A/dm2,优选0.5A/dm2-2A/dm2。电解温度控制在20℃-60℃,优选30℃-50℃;电解时间根据退镀液中所溶铜离子的含量及法拉第定律确定。
电解处理后的退镀液中补加双氧水后实现再生,补加量为双氧水(30%)≥30mL/L,优选50mL/L-100mL/L,且调节退镀液PH值为5-10,优选6-8。
本发明采用双氧水作为氧化剂,以酒石酸钾、柠檬酸铵等为络合剂促进铜的溶解并增加溶液中铜离子的含量,从而使退镀液退镀时间缩短并延长使用周期;退除铜镀层后的退镀液可采用电沉积的方法沉积出铜,进而除去或减少退镀液中的铜离子,适当补加双氧水使退镀液达到重复利用的目的。该发明不仅具有环保的特点,又可以循环利用,提高了退镀效率,减少了成本,是一种有效可行的退镀方案。采用本发明的退镀工艺,退镀的镀件在镀液中无腐蚀,本发明的退镀液属于绿色环保的退镀液。本发明的退镀液适用于不合格产品及镀铜件吊具上铜层的退除。
实施例一:
镀层厚度:25μm-30μm;
镀层尺寸:4cm×5cm;
配制350mL退镀液,退镀液的组分如下:
退镀条件:温度35℃-40℃;机械搅拌;每退镀0.2dm2的镀层补加双氧水(30%)20mL。
退镀时间:4min-15min。
退镀液再生:完成2dm2面积镀层退镀后,进行退镀液的再生,再生条件为:
1、加入过量的二氧化锰,过滤,将滤液经电渗析浓缩至与原退镀液体积相同。
2、采用2mm厚度拉网结构的钌钛氧化物涂层DSA阳极,有效尺寸6cm×6cm,不锈钢基体为阴极,有效尺寸6cm×6cm,在电流密度为2A/dm2下电解34min,获得4g铜。
3、在电解后的退镀液中补加双氧水(30%)24.5mL。
实施例二:
镀层厚度:25μm-30μm;
镀层尺寸:4cm×5cm;
配制350mL退镀液,退镀液的组分如下:
退镀条件:温度35℃-40℃;机械搅拌;每退镀0.2dm2的镀层补加双氧水(30%)24mL。
退镀时间:3min-14min。
退镀液再生:同实施例一
实施例三:
镀层厚度:25μm-30μm;
镀层尺寸:4cm×5cm;
配制350mL退镀液,退镀液的组分如下:
退镀条件:温度35℃-40℃;机械搅拌;每退镀0.2dm2的镀层补加双氧水(30%)12mL。
退镀时间:3min-18min。
退镀液再生:同实施例一。
实施例四:再生后退镀液的退镀
镀层厚度:25μm-30μm;
镀层尺寸:4cm×5cm;
再生后退镀液:350mL
补加双氧水(30%):28mL
退镀条件:温度35℃-40℃;机械搅拌;每退镀0.2dm2的镀层补加双氧水(30%)22mL。
退镀时间:4min-16min。
退镀液再生:同实施例一
以上显示和描述本发明的基本原理和主要特征本发明的优点。本行业的技术人员应该了解本发明不受上述使用方法的限制,上述使用方法和说明书中描述的只是说本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护本发明范围内本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种环保型铜镀层退镀液,其特征在于,包括以下退镀液原料制成:
焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸铵、磷酸氢二钠、25%的氨水、30%的双氧水;
所述退镀液原料中包括如下组分:
所述退镀液原料中还含有二价镍离子,所述二价镍离子含量为0.1g/L-10g/L。
2.根据权利要求1所述的一种环保型铜镀层退镀液,其特征在于:所述退镀液原料中包括如下组分:
3.根据权利要求1所述的一种环保型铜镀层退镀液,其特征在于:所述退镀液的pH值为5-10,调节pH值采用的酸为焦磷酸、酒石酸、磷酸、柠檬酸中的至少一种。
4.一种可再生退镀液的退镀工艺,采用权利要求1至3中任意一项所述的退镀液进行退镀操作,其特征在于,包括如下步骤:
1)配制退镀液:按退镀液原料组分配比配制退镀液,将退镀液的温度设置在20℃-60℃;
2)退镀操作:将镀件放入退镀液中,搅拌退镀液;在退镀过程中,所述退镀液的用量保持在不少于1.5L/dm2;
3)完成退镀:在一设定时间后,将镀件从退镀液中取出,完成退镀操作;
4)退镀液的再生:将步骤3)中的退镀液体积恢复至退镀前的体积;
然后采用电沉积的方法将所述退镀液中的铜离子沉积出,采用不溶性阳极作为阳极,采用不锈钢做阴极;
电解阴极电流密度为0.1A/dm2-5A/dm2;
电解温度控制在20℃-60℃;
电解处理后的退镀液中补加双氧水后实现再生,补加量为30%的双氧水≥30mL/L,且调节退镀液pH值为5-10。
5.根据权利要求4所述的一种可再生退镀液的退镀工艺,其特征在于:步骤4)中,不溶性阳极是铅板、石墨电极、玻璃碳电极或钌钛氧化物涂层的钛基工业DSA电极作为阳极。
6.根据权利要求4所述的一种可再生退镀液的退镀工艺,其特征在于:步骤4)中,加入过量的二氧化锰后,过滤,将滤液经电渗析处理的方式浓缩至与退镀前的退镀液体积相同。
7.根据权利要求4所述的一种可再生退镀液的退镀工艺,其特征在于:步骤4)中,将退镀液加热到70℃保持10分钟后,将所述退镀液中多余的双氧水分解,并过滤,实现退镀液体积恢复至与退镀前的退镀液体积相同。
8.根据权利要求4所述的一种可再生退镀液的退镀工艺,其特征在于:步骤4)中,所述退镀液需进行再生时,需要电沉积的退镀液中,所含铜离子的含量不少于11g/L。
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