CN110172701B - 酸性蚀刻液再生回用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种酸性蚀刻液再生回用系统,所述酸性蚀刻液再生回用系统包括:蚀刻工位,所述蚀刻工位设有相连通的蚀刻机缸和废液收集桶;电解工位,所述电解工位设有电解装置,所述电极装置包括由隔膜分隔的阳极室和阴极室,所述阴极室连通于所述废液收集桶;以及再生工位,所述再生工位设有相连通的再生子液调配缸和再生子液吸收桶,所述再生子液调配缸连通于所述阴极室,所述再生子液吸收桶连通于所述阳极室和所述蚀刻机缸。本发明的技术方案提升再生液回用率,并且减少再生回用系统中配制再生子液时加入的补加剂量,从而有效地避免了蚀刻液体积膨胀的现象发生。

Description

酸性蚀刻液再生回用系统
技术领域
本发明涉及印刷线路板蚀刻液处理技术领域,特别涉及一种酸性蚀刻液再生回用系统。
背景技术
在印刷线路板(PCB)的制造过程中,需要采用蚀刻液去除PCB板上的除线路以外的铜,该过程会产生蚀刻废液,蚀刻液主要包括酸性蚀刻液和碱性蚀刻液,其中,酸性蚀刻液因具有侧蚀小、速率易控制和易再生等特点而被广泛应用。在蚀刻过程中,随着蚀刻反应的进行,蚀刻液中的铜离子浓度、酸度、比重或亚铜离子浓度增加至一定值时,蚀刻液就不能保证快速且稳定地蚀刻铜箔,故需要在蚀刻过程中不断地补加再生子液来保证蚀刻液的稳定工作,然而现有再生回用系统中再生液回用率相对较低,且配制再生子液时需要加入大量的补加剂,才能保证再生子液的酸度、氯离子及氨氮值达标。并且补加剂中一般含有氧化剂和盐酸,而氧化剂和盐酸的大量添加往往会造成蚀刻液体积膨胀的现象发生。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种酸性蚀刻液再生回用系统,旨在提升再生液回用率,并且减少再生回用系统中配制再生子液时加入的补加剂量,从而有效地避免了蚀刻液体积膨胀的现象发生。
为实现上述目的,本发明提出的酸性蚀刻液再生回用系统,包括:蚀刻工位,所述蚀刻工位设有相连通的蚀刻机缸和废液收集桶;电解工位,所述电解工位设有电解装置,所述电解装置包括由隔膜分隔的阳极室和阴极室,所述阴极室连通于所述废液收集桶;以及再生工位,所述再生工位设有相连通的再生子液调配缸和再生子液吸收桶,所述再生子液调配缸连通于所述阴极室,所述再生子液吸收桶连通于所述阳极室和所述蚀刻机缸。
在本申请的一实施例中,所述再生子液调配缸设有调配模块,所述调配模块内含有补加剂,用以为所述再生子液调配缸中的再生液提供酸度或氯离子或氨氮值。
在本申请的一实施例中,所述补加剂为盐酸、氯化铵、碳酸氢铵、添加剂中的至少一种,所述添加剂用以稳定蚀刻速率,且所述补加剂的加入量为酸性蚀刻液质量的0.1%-10%。
在本申请的一实施例中,按质量份计,所述补加剂包括:质量分数为31%的盐酸1-5份、氯化铵0-3份、碳酸氢铵0-0.5份及添加剂0.1-0.3份。
在本申请的一实施例中,按质量份计,所述添加剂包括氯化钾5-6份、磷酸二氢铵3-4份及氨基磺酸1-2份。
在本申请的一实施例中,所述蚀刻工位还设有溶解吸收缸,所述溶解吸收缸连通于所述蚀刻机缸和所述阳极室。
在本申请的一实施例中,所述蚀刻工位还设有废液中转桶,所述废液中转桶连通所述废液收集桶和所述阴极室;和/或,
所述再生工位还设有再生液中转桶,所述再生液中转桶连通于所述再生子液调配缸和所述阴极室。
在本申请的一实施例中,所述蚀刻工位还设有再生子液储存桶,所述再生子液储存桶连通所述蚀刻机缸和所述再生子液吸收桶。
在本申请的一实施例中,所述再生子液储存桶设置有比重控制仪,用以控制由所述再生子液储存桶中的再生子液流入所述蚀刻机缸中的流量。
在本申请的一实施例中,所述酸性蚀刻液再生回用系统还包括废气吸收装置,所述废气吸收装置连通所述阴极室和所述阳极室。
本发明的技术方案,通过将蚀刻机缸产生的酸性蚀刻废液首先进行电解操作,电解操作的阴极室产生再生液,然后将再生液进行再生处理,即通过添加补加剂对再生液进行补加酸度或氯离子或氨氮值,调配得到再生子液,以保证调配后的再生子液酸度、离子及氨氮值均达到蚀刻生产参数标准,并且,电解操作的阳极室产生的氯气作为再生剂加入至再生子液中,再生子液吸收氯气后便可循环至蚀刻机缸中继续使用。由于阳极室内产生的部分氯气可作为再生剂使用,该酸性蚀刻液再生回用系统不需要额外补加氧化剂便可配制再生子液,有效地提升了再生液回用率,同时也可以减少配制再生子液时补加剂的加入量,进而有效地避免了该再生子液加入酸性蚀刻液中产生体积膨胀的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明酸性蚀刻液再生回用系统一实施例的工艺流程图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
100 酸性蚀刻液再生回用系统 212 阳极板
10 蚀刻工位 213 阴极室
11 蚀刻机缸 214 阴极板
12 废液收集桶 215 隔膜
13 废液中转桶 30 再生工位
14 溶解吸收缸 31 再生液中转桶
15 再生子液储存桶 32 再生子液调配缸
20 电解工位 33 再生子液吸收桶
21 电解装置 40 废气吸收装置
211 阳极室
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种酸性蚀刻液再生回用系统100,例如盐酸-氯化铜-氯化铵体系的酸性蚀刻液再生回用系统100。
请参阅图1,在本发明的一实施例中,酸性蚀刻液再生回用系统100包括:蚀刻工位10,蚀刻工位10设有相连通的蚀刻机缸11和废液收集桶12;电解工位20,电解工位20设有电解装置21,电极装置包括由隔膜215分隔的阳极室211和阴极室213,阴极室213连通于废液收集桶12;以及再生工位30,再生工位30设有相连通的再生子液调配缸32和再生子液吸收桶33,再生子液调配缸32连通于阴极室213,再生子液吸收桶33连通于阳极室211和蚀刻机缸11。
具体地,蚀刻机缸11通过管道连通于废液收集桶12,蚀刻机缸11产生的酸性蚀刻液通过管道输送至废液收集桶12内,在废液收集桶12内将酸性蚀刻废液进行稀释调配,以防止蚀刻废液浓度过高而对后续电极板铜发生蚀刻,一般地,采用电解后的无铜子液对酸性蚀刻废液进行稀释,以使得资源得到合理循环利用,从而节省成本。稀释后的酸性蚀刻废液被输送至电解工位20进行电解操作,电解装置21为电解槽,电解槽内安装有隔膜215,以将电解槽分隔成阳极室211和阴极室213,隔膜215一般为导电复合高分子隔离膜;阳极室211内设有阳极板212,阴极室213内设有阴极板214,阳极板212和阴极板214分别电连接于直流电源的正极和负极,阳极板212为加镀钛板或石墨板,阴极板214为钛板、铜板或不锈钢板。电解槽内有电解液,电解液为氯化铜溶液和盐酸溶液的混合物,阳极室211中产生氧化气体氯气,酸性蚀刻废液中铜离子于阴极室213内被还原为铜单质并析出,且阴极室213产生再生液。阳极室211通过管道连通于再生子液吸收桶33,以将阳极室211产生的氯气输送至再生子液吸收桶33内,该部分氯气可作为再生子液的再生剂。阴极室213通过管道连通于再生子液调配缸32,以将阴极室213内产生的再生液输送至再生子液调配缸32,并通过添加一定量的补加剂以提供酸度或氯离子或氨氮值,使得调配的再生子液酸度、离子及氨氮值均达到蚀刻生产参数标准,随后再生子液调配缸32内再生子液通过管道流入再生子液吸收桶33内,再生子液吸收氯气后循环至蚀刻机缸11中继续使用。由于阳极室211内产生的部分氯气可作为再生剂使用,该酸性蚀刻液再生回用系统100不需要额外补加氧化剂便可正常地进行蚀刻工作,有效地提升了再生液回用率,同时,也可以减少配制再生子液时加入的补加剂量,由于补加剂的加入量相对较少,可以有效地避免了该再生子液加入酸性蚀刻液中产生体积膨胀的现象。
因此,可以理解的,本发明的技术方案,通过将蚀刻机缸11产生的酸性蚀刻废液首先进行电解操作,电解操作的阴极室213产生再生液,然后将再生液进行再生处理,即通过添加补加剂对再生液进行补加酸度或氯离子或氨氮值,调配得到再生子液,以保证调配后的再生子液酸度、离子及氨氮值均达到蚀刻生产参数标准调配处符合蚀刻生产参数的再生子液,并且,电解操作的阳极室211产生的氯气作为再生剂加入至再生子液中,再生子液吸收氯气后便可循环至蚀刻机缸11中继续使用。由于阳极室211内产生的部分氯气可作为再生剂使用,该酸性蚀刻液再生回用系统100不需要额外补加氧化剂便可正常地进行蚀刻工作,有效地提升了再生液回用率,同时也可以减少配制再生子液时补加剂的加入量,进而有效地避免了该再生子液加入酸性蚀刻液中产生体积膨胀的现象。
需要说明地,蚀刻机缸11与废液收集桶12的管道一般安装有输送泵,以使得蚀刻废液的输送更加快速且有效,泵通常为隔膜215泵、离心泵、或其他类型的泵。当然地,在其他连通管道上也可设置有输送泵。阳极室211与再生子液吸收桶33连通的管路上一般设置有射流泵,以更好地输送氯气,可以理解的,在输送氯气的管道上均可设置射流泵。
可选地,废液收集桶12的开口处高度低于蚀刻机缸11中酸性蚀刻废液的水位时,酸性蚀刻废液可通过溢流方式流入废液中转缸内,该方式安装简单,且能保证酸性蚀刻废液较为顺畅地流入废液中转缸内。
在本发明的一实施例中,再生子液调配缸32设有调配模块,调配模块内含有补加剂,用以为所述再生子液调配缸32中的再生液提供酸度或氯离子或氨氮值,并使得调配后的再生子液酸度、离子及氨氮值均达到蚀刻生产参数标准。由于阳极室211产生的氯气可作为再生剂使用,则补加剂不需要含有氧化剂,补加剂的加入主要提供酸度、氯离子及氨氮值,以使得配制的再生子液符合蚀刻生产参数标准,其中再生子液的参数标准为:酸度为3.5moL/L至4.2moL/L,氯离子浓度为185g/L-210g/L,氨氮值为25000ppm至30000ppm,铜离子浓度为2g/L-6g/L。该调配再生子液的操作可以是手动操作,当然可以是自动化控制操作在此不做限制。
在本发明的一实施例中,补加剂为盐酸、氯化铵、碳酸氢铵、添加剂中的至少一种,所述添加剂用以稳定蚀刻速率,且补加剂的加入量为酸性蚀刻液质量的0.1%-10%。盐酸主要是提供酸度,氯化铵主要是提供氯离子,碳酸氢铵主要提供氨氮值,添加剂的加入主要起到稳定蚀刻速率的作用。该酸性蚀刻液再生系统配制再生子液时加入的补加剂含量较少,其加入量为酸性蚀刻液质量的0.1%、或1%、或3%、或5%、或8%、或10%。加入如此少量的补加剂便可使得配制的再生子液达到蚀刻生产参数标准。
在本发明的一实施例中,按质量份计,补加剂包括:质量分数为30%的盐酸1-5份、氯化铵0-3份、碳酸氢铵0-0.5份及添加剂0.1-0.3份。补加剂中各成分的加入量也要适宜,以分别使得再生子液的酸度、氯离子及氨氮值均能达标。例如100份的酸性蚀刻液中,质量分数为30%的盐酸加入量为1份、或3份、或5份,氯化铵的加入量为1份、或2份、或3份,或者不需要加入,碳酸氢铵的加入量为0.1份、或0.2份、或0.5份,或者不需要加入,添加剂的加入量为0.1份、或0.2份、或0.3份。加入如此少量的盐酸、氯化铵及添加剂便可使得配制的再生子液酸度、氯离子及氨氮值均能达标。
需要说明的是,现有酸性蚀刻液再生回用系统100中,按质量份,补加剂加入配方为:质量分数为30%的盐酸40-50份,氯化铵8-12份、碳酸氢铵1-5份。由此看出,本发明的酸性蚀刻液再生回用系统100中补加剂的加入量相对较少,且加入较少量的补加剂也能使得配制的再生子液达到蚀刻生产参数标准,可以循环至蚀刻机缸11中继续使用。
在本发明的一实施例中,按质量份计,添加剂包括氯化钾5-6份、磷酸二氢铵3-4份及氨基磺酸1-2份。氯化钾、磷酸二氢铵及氨基磺酸作为添加剂加入后能够保证再生子液用于蚀刻工作时的蚀刻速率的稳定。而且添加剂各成分加入量较低,便可有效保证其蚀刻速率稳定,例如氯化钾的加入量为5份或6份、磷酸二氢铵的加入量为3份或4份及氨基磺酸的加入量为1份或2份。
请再次参阅图1,蚀刻工位10还设有溶解吸收缸14,溶解吸收缸14连通于蚀刻机缸11和阳极室211。
具体地,溶解吸收缸14通过管道分别连通于蚀刻机缸11和阳极室211,当该酸性蚀刻液再生回用系统100正常工作时,阳极室211内产生的氯气通过管道输送至溶解吸收缸14内,由于溶解吸收缸14是与蚀刻机缸11相连通,则蚀刻废液流入溶解吸收缸14内,于是地,在氯气的氧化作用下,溶解吸收缸14内酸性蚀刻废液中的Cu+被氧化成Cu2+,随后可循环至蚀刻机缸1111继续使用。
可以理解地,本发明的技术方案,阳极室211内产生的氯气一部分作为再生剂使用,一部分作为氧化剂使用,提升了该酸性蚀刻液再生回用系统100再生液的回用率,并且未被利用的氯气较少,容易处理。
进一步地,蚀刻工位10还设有废液中转桶13,废液中转桶13连通废液收集桶12和阴极室213。废液中转桶13位于废液收集桶12和电解装置21之间,并分别通过管道连通于废液收集桶12和阴极室213。由于蚀刻机缸11产生的酸性蚀刻废液量较大,可以通过设置废液中转桶13,对酸性蚀刻废液进行分批量电解操作,如此,可以减小电解装置21的体积,并且分批量电解操作便于操作控制。
进一步地,再生工位30还设有再生液中转桶31,再生液中转桶31连通于再生子液调配缸32和阴极室213。再生液中转桶31设置于再生子液调配缸32和电解装置21之间,并分别通过管道连通于再生子液调配缸32和阴极室213。由于电解操作的进行,阴极室213内产生的再生液会持续不断地流入再生工位30,可以通过设置再生子液中转桶,使得流入再生子液调配缸32内的再生液较稳定,以便于调配再生子液操作。
进一步地,蚀刻工位10还设有再生子液储存桶15,再生子液储存桶15连通蚀刻机缸11和再生子液吸收桶33。再生子液储存桶15设置于蚀刻机缸11和再生子液吸收桶33之间,并分别通过管道连通于蚀刻机缸11和再生子液吸收桶33,由于再生液的再生过程是一直持续进行的,可通过设置再生子液储存桶15对配制好的再生子液进行储存,以便于根据需求加入蚀刻机缸11内循环使用。
在本发明的一实施例中,再生子液储存桶15设置有比重控制仪(未图示),用以控制由再生子液储存桶15中的再生子液流入蚀刻机缸11中的流量。比重控制仪的设置,可较为准确地控制向蚀刻机缸11中加入的再生子液量,从而保证蚀刻工作的稳定进行。
请再次参阅图1,酸性蚀刻液再生回用系统100还包括废气吸收装置40,废气吸收装置40连通阴极室213和阳极室211。由于电解操作时电解反应会放出热量,电解液中的盐酸会挥发出氯化氢气体进入阳极室211和阴极室213,并且阳极室211还会有部分的氯气未被利用,废气吸收装置40的设置能够很好地吸收氯化氢气体和部分未被利用的氯气,以避免这些气体直接排放至空气中造成空气污染。废气吸收装置40可选用二级铁水吸收塔和一级碱液吸收塔,这些气体首先进入二级铁水吸收塔内,其中的氯气与铁水中的二价铁离子反应生成三价铁离子,以吸收氯气,然后再通入一级碱液吸收塔内,碱液一般选用氢氧化钠溶液,以更好地吸收氯化氢气体和氯气,使得最终气体能够达标,则可排放至空气中。当然地,也可采用其他的废气吸收装置40以吸收氯化氢气体和部分未被利用的氯气,使得最终的气体也能达到排放标准。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,包括:
蚀刻工位,所述蚀刻工位设有相连通的蚀刻机缸和废液收集桶;
电解工位,所述电解工位设有电解装置,所述电解装置包括由隔膜分隔的阳极室和阴极室,所述阴极室连通于所述废液收集桶;以及
再生工位,所述再生工位设有相连通的再生子液调配缸和再生子液吸收桶,所述再生子液调配缸连通于所述阴极室,所述再生子液吸收桶连通于所述阳极室和所述蚀刻机缸;
所述再生子液调配缸设有调配模块,所述调配模块内含有补加剂;
所述补加剂包括盐酸、氯化铵、碳酸氢铵以及添加剂,所述盐酸用以提供酸度,所述氯化铵用以提供氯离子,所述碳酸氢铵用以提供氨氮值,所述添加剂用以稳定蚀刻速率。
2.如权利要求1所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,所述补加剂的加入量为酸性蚀刻液质量的0.1%-10%。
3.如权利要求2所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,按质量份计,所述补加剂包括:质量分数为31%的盐酸1-5份、氯化铵0-3份、碳酸氢铵0-0.5份及添加剂0.1-0.3份。
4.如权利要求3所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,按质量份计,所述添加剂包括氯化钾5-6份、磷酸二氢铵3-4份及氨基磺酸1-2份。
5.如权利要求1至4中任一项所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,所述蚀刻工位还设有溶解吸收缸,所述溶解吸收缸连通于所述蚀刻机缸和所述阳极室。
6.如权利要求1至4中任一项所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,所述蚀刻工位还设有废液中转桶,所述废液中转桶连通所述废液收集桶和所述阴极室;和/或,
所述再生工位还设有再生液中转桶,所述再生液中转桶连通于所述再生子液调配缸和所述阴极室。
7.如权利要求1至4中任一项所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,所述蚀刻工位还设有再生子液储存桶,所述再生子液储存桶连通所述蚀刻机缸和所述再生子液吸收桶。
8.如权利要求7所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,所述再生子液储存桶设置有比重控制仪,用以控制由所述再生子液储存桶中的再生子液流入所述蚀刻机缸中的流量。
9.如权利要求1至4中任一项所述的酸性蚀刻液再生回用系统,其特征在于,所述酸性蚀刻液再生回用系统还包括废气吸收装置,所述废气吸收装置连通所述阴极室和所述阳极室。
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