CN111926334A - 一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统及再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统，包括电连接的控制器、自动加液系统和传感器，传感器伸入盛放蚀刻液的蚀刻槽中，自动加液系统包括两个储液罐，两个储液罐分别盛装盐酸和过氧化氢，储液罐上分别设有注射器，注射器的注射口朝向蚀刻槽。或，一种酸性氯化铜蚀刻液再生方法，包括以下步骤，实时检测蚀刻槽内蚀刻液中铜离子的浓度；当检测到铜离子的浓度超过第一阈值时，向蚀刻液中加入至少一次盐酸和过氧化氢；当检测到铜离子的浓度低于第二阈值时，停止向蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢。本发明的酸性氯化铜蚀刻液再生系统延长了蚀刻液的使用时间，进而降低废液的处理成本，利于保护环境，且再生过程中不会产生有毒有害气体，安全性强。

Description

一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统及再生方法
技术领域
本发明涉及触控屏技术领域，尤其涉及一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统及适用于酸性氯化铜蚀刻液再生系统的再生方法。
背景技术
大尺寸的触控屏内部核心的传感材料通常选用铜制成的金属网格，这种金属网格是将整面以PET为基材的铜膜经由压膜、曝光、显影、蚀刻、脱膜等工艺得到，其中蚀刻工艺通常采用主体为酸性氯化铜溶液的蚀刻液，蚀刻液会将PET基材表面的铜膜蚀刻掉进入蚀刻液，其反应原理为：
Cu+CuCl2→2CuCl
蚀刻反应生成的CuCl不溶于水，在过量的氯离子存在下，生成可溶性的络离子：
2CuCl+4Cl-→2[CuCl3]2-
随着越来越多的铜膜被蚀刻，蚀刻液内的Cu2+越来越少，Cu+越来越多，于是蚀刻液的的蚀刻能力下降，当蚀刻液的蚀刻能力下降到一定程度，需要将蚀刻液排出更换新的蚀刻液，被排出的蚀刻液最终流向废水处理厂，而蚀刻液中被蚀刻掉的大量的铜被浪费，且酸性废液可能造成环境污染，增加了废水处理厂的处理难度和处理成本，因此需要一种酸性氯化铜蚀刻液的再生方法及再生系统延长蚀刻液的使用时间，减缓蚀刻液的更换速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种减缓蚀刻液更换速度的酸性氯化铜蚀刻液再生系统及适用于酸性氯化铜蚀刻液再生系统的再生方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统，包括电连接的控制器、自动加液系统和传感器，所述传感器伸入盛放蚀刻液的蚀刻槽中，所述自动加液系统包括两个储液罐，两个所述储液罐分别盛装盐酸和过氧化氢，所述储液罐上分别设有注射器，所述注射器的注射口朝向所述蚀刻槽。
为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案：一种酸性氯化铜蚀刻液再生方法，包括以下步骤，
实时检测蚀刻槽内蚀刻液中铜离子的浓度；
当检测到所述铜离子的浓度超过第一阈值时，向所述蚀刻液中加入至少一次盐酸和过氧化氢；
当检测到所述铜离子的浓度低于第二阈值时，停止向所述蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢。
本发明的有益效果在于：实时检测蚀刻槽内蚀刻液中的铜离子浓度，当铜离子的浓度超过阈值时自动向蚀刻槽内加入盐酸和过氧化氢与反应槽中的氯化亚铜反应生成氯化铜，实现酸性氯化铜蚀刻液的再生，延长蚀刻液的使用时间，减缓蚀刻液的更换速度及减少蚀刻液的排放频率，进而降低废液的处理成本，利于保护环境，且再生过程中不会产生有毒有害气体，安全性强。
附图说明
图1为本发明实施例一的酸性氯化铜蚀刻液再生系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二的酸性氯化铜蚀刻液再生方法的流程图。
标号说明：
1、控制器；2、自动加液系统；21、储液罐；22、注射器；3、传感器；4、蚀刻槽。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统，包括电连接的控制器1、自动加液系统2和传感器3，所述传感器3伸入盛放蚀刻液的蚀刻槽4中，所述自动加液系统2包括两个储液罐21，两个所述储液罐21分别盛装盐酸和过氧化氢，所述储液罐21上分别设有注射器22，所述注射器22的注射口朝向所述蚀刻槽4。
本发明的工作原理简述如下：通过传感器3实时检测蚀刻槽4内蚀刻液中的铜离子浓度，当铜离子的浓度超过阈值时控制器1控制自动加液系统2自动向蚀刻槽4内加入盐酸和过氧化氢与反应槽中的氯化亚铜反应生成氯化铜，实现酸性氯化铜蚀刻液的再生，当传感器3检测到蚀刻液中的铜离子的浓度低于阈值时，控制器1控制所述自动加液系统2停止运行。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：实现了自动检测蚀刻槽4内的蚀刻液中铜离子的浓度，进而根据蚀刻液中铜离子的浓度自动添加盐酸和过氧化氢使酸性氯化铜蚀刻液再生，利于提高酸性氯化铜蚀刻液再生系统的自动化程度，实现蚀刻液的高效率再生。
进一步的，所述传感器3为光传感器3。
由上述描述可知，通过光传感器3精确测量蚀刻液中铜离子的浓度，以提高酸性氯化铜蚀刻液再生系统的精度。
进一步的，所述注射器22上设有流量计，所述流量计与所述控制器1电连接。
由上述描述可知，通过流量计计量从注射器22中注入蚀刻槽4中的盐酸和过氧化氢的体积，每次向蚀刻槽4中添加一定体积的盐酸和过氧化氢，分批多次添加，以实现对蚀刻液成分的精确调整。
进一步的，还包括用于搅拌所述蚀刻液的搅拌组件，所述搅拌组件设置在所述蚀刻槽4内。
由上述描述可知，在添加盐酸和过氧化氢的过程中搅拌组件对蚀刻槽4中的蚀刻液进行搅拌，使加入的盐酸和过氧化氢与蚀刻液充分反应。
请参照图2，一种酸性氯化铜蚀刻液再生方法，包括以下步骤，
实时检测蚀刻槽内蚀刻液中铜离子的浓度；
当检测到所述铜离子的浓度超过第一阈值时，向所述蚀刻液中加入至少一次盐酸和过氧化氢；
当检测到所述铜离子的浓度低于第二阈值时，停止向所述蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢。
本发明的工作原理简述如下：实时检测蚀刻槽内蚀刻液中的铜离子浓度，当铜离子的浓度超过阈值时向蚀刻槽内加入盐酸和过氧化氢与反应槽中的氯化亚铜反应生成氯化铜，反应式为：2CuCl+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O，实现酸性氯化铜蚀刻液的再生。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：延长蚀刻液的使用时间，减缓蚀刻液的更换速度及减少蚀刻液的排放频率，进而降低废液的处理成本，利于保护环境，且再生过程中不会产生有毒有害气体，安全性强。
进一步的，所述第一阈值为25g/L，所述第二阈值为12g/L。
进一步的，每次向所述蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢时，所述盐酸与所述过氧化氢的摩尔比为2:1～3:1。
由上述描述可知，每次加入的盐酸和过氧化氢呈一定比例，以减少反应物的残留，减少蚀刻液中的其他成分，避免蚀刻液的蚀刻性能受影响。
进一步的，当检测到所述蚀刻液中所述铜离子的浓度小于第三阈值时，更换所述蚀刻槽内的所述蚀刻液，其中所述第三阈值小于所述第二阈值。
由上述描述可知，当蚀刻液中的有效成分低于第三阈值时，当前蚀刻槽中的蚀刻液没有再生的价值，则需要更换新的蚀刻液以确保蚀刻工艺继续进行。
实施例一
请参照图1，本发明的实施例一为：一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统，应用于铜制金属网格的制备工艺中酸性氯化铜蚀刻液的再生及再利用，以延长蚀刻液的使用时间，减缓蚀刻液的更换速度及减少蚀刻液的排放频率。
如图1所示，所述酸性氯化铜蚀刻液再生系统包括控制器1、与所述控制器1电连接的自动加液系统2及传感器3。所述传感器3可选用光传感器3，所述传感器3伸入用于盛装蚀刻液的蚀刻槽4中实时检测所述蚀刻液中铜离子的浓度并将所述蚀刻液中所述铜离子的浓度反馈至所述控制器1。所述自动加液系统2包括两个储液罐21，两个所述储液罐21分别装有盐酸和过氧化氢，所述储液罐21上分别设有注射器22，所述注射器22的注射口朝向所述蚀刻槽4，所述注射器22用于将所述储液罐21中的药品注射入所述蚀刻槽4中，通过向蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢与所述蚀刻液中的成分反应以恢复所述蚀刻液的蚀刻能力，反应式为：2CuCl+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O。优选的，所述注射器22上设有与所述控制器1电连接的流量计，所述流量计用于计量所述注射器22中流出的液体的体积，以确保注入所述蚀刻槽4中的盐酸和过氧化氢成一定比例，确保注入所述蚀刻槽4中的盐酸及过氧化氢与所述蚀刻液中的成分充分反应，减少残留。
进一步的，还包括设置在所述蚀刻槽4中的搅拌组件，所述搅拌组件与所述控制器1电连接，所述注射器22将所述储液罐21中的药品注入所述蚀刻槽4中后所述搅拌组件搅拌所述蚀刻液使盐酸和过氧化氢与所述蚀刻液充分反应。
本实施例提供的所述酸性氯化铜蚀刻液再生系统的工作过程为：由于所述蚀刻液蚀刻PET基材的过程中PET基材表面的铜溶解至所述蚀刻液中，所述传感器3测得所述蚀刻液中所述铜离子的浓度高于第一阈值即此时所述蚀刻液的蚀刻能力较弱时，所述传感器3向所述控制器1发出信号，所述控制器1控制所述注射器22将所述储液罐21内的盐酸及过氧化氢分批多次注入所述蚀刻槽4中，每次注入500ml盐酸及250ml过氧化氢，期间所述传感器3不间断检测所述蚀刻液中所述铜离子的浓度，当所述铜离子的浓度低于第二阈值即所述蚀刻液的蚀刻能力恢复到一定程度时，所述控制器1停止所述注射器22向所述蚀刻液中注射盐酸和过氧化氢。由于反应过程中会生成水，随着所述蚀刻液再生次数的增加，所述蚀刻槽4中的液体不断增加，所述铜离子的浓度呈现梯度下降，当所述铜离子的浓度低于第三阈值时，此时所述蚀刻槽4中的所述蚀刻液没有再生的价值，则需要更换新的蚀刻液以确保蚀刻工艺继续进行。
可选的，所述第一阈值为25g/L，所述第二阈值为12g/L，所述第三阈值小于所述第二阈值，所述第一阈值、所述第二阈值及所述第三阈值均可通过所述控制器1设置。
实施例二
请参照图2，本发明的实施例二为：一种酸性氯化铜蚀刻液再生方法，适用于实施例一中的酸性氯化铜蚀刻液再生系统。
如图2所示，所述酸性氯化铜蚀刻液再生方法包括以下步骤：
S1、实时检测蚀刻槽内蚀刻液中铜离子的浓度。
具体地，所述蚀刻液中所述铜离子的浓度可通过传感器测得，确保快速、准确的获得所述铜离子的浓度，便于实时对所述蚀刻液中所述铜离子的浓度进行调整。
S2、当检测到所述铜离子的浓度超过第一阈值时，向所述蚀刻液中加入至少一次盐酸和过氧化氢。
具体地，所述第一阈值为25g/L，由于所述蚀刻液蚀刻PET基材表面的铜层使所述蚀刻液中所述铜离子的浓度不断增加，当所述蚀刻液中所述铜离子的浓度超过所述第一阈值时，所述蚀刻液的蚀刻能力大大降低，此时向所述蚀刻液中分批多次加入盐酸和过氧化氢，盐酸与过氧化氢的摩尔比为2:1～3:1，反应式为：2CuCl+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O，以此实现酸性氯化铜蚀刻液的再生，延长所述蚀刻液的使用时间，同时不会产生氯气等有毒气体，使所述酸性氯化铜蚀刻液再生方法具有良好的安全性。
S3、当检测到所述铜离子的浓度低于第二阈值时，停止向所述蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢。
具体地，所述第二阈值为12g/L，由于所述蚀刻液再生过程中生成水，因此所述蚀刻液中中所述铜离子的浓度会下降，当所述蚀刻液中所述铜离子的浓度低于第二阈值时，所述蚀刻液的蚀刻能力恢复到一定程度，即可停止向所述蚀刻液中继续添加盐酸和过氧化氢。
步骤S3之后还包括步骤S4、当检测到所述蚀刻液中所述铜离子的浓度小于第三阈值时，更换所述蚀刻槽内的所述蚀刻液，其中所述第三阈值小于所述第二阈值。
具体地，随着所述蚀刻液再生次数的增加，所述蚀刻槽中的液体不断增加，此时所述蚀刻液中所述铜离子的浓度呈现梯度下降，当所述铜离子的浓度低于第三阈值时，所述蚀刻槽中的所述蚀刻液没有再生的价值，则需要更换新的蚀刻液以确保蚀刻工艺继续进行。
综上所述，本发明提供的酸性氯化铜蚀刻液再生系统及酸性氯化铜蚀刻液再生方法有效延长了酸性氯化铜蚀刻液使用时间，减缓了蚀刻液的更换速度及降低更换频率，降低废液处理所需的成本，同时蚀刻液的再生可通过酸性氯化铜蚀刻液再生系统自动完成，提高操作精度及再生效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种酸性氯化铜蚀刻液再生系统，其特征在于：包括电连接的控制器、自动加液系统和传感器，所述传感器伸入盛放蚀刻液的蚀刻槽中，所述自动加液系统包括两个储液罐，两个所述储液罐分别盛装盐酸和过氧化氢，所述储液罐上分别设有注射器，所述注射器的注射口朝向所述蚀刻槽。
2.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液再生系统，其特征在于：所述传感器为光传感器。
3.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液再生系统，其特征在于：所述注射器上设有流量计，所述流量计与所述控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液再生系统，其特征在于：还包括用于搅拌所述蚀刻液的搅拌组件，所述搅拌组件设置在所述蚀刻槽内。
5.一种酸性氯化铜蚀刻液再生方法，其特征在于：包括以下步骤，
实时检测蚀刻槽内蚀刻液中铜离子的浓度；
当检测到所述铜离子的浓度超过第一阈值时，向所述蚀刻液中加入至少一次盐酸和过氧化氢；
当检测到所述铜离子的浓度低于第二阈值时，停止向所述蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢。
6.根据权利要5所述的酸性氯化铜蚀刻液再生方法，其特征在于：所述第一阈值为25g/L，所述第二阈值为12g/L。
7.根据权利要5所述的酸性氯化铜蚀刻液再生方法，其特征在于：每次向所述蚀刻液中加入盐酸和过氧化氢时，所述盐酸与所述过氧化氢的摩尔比为2:1～3:1。
8.根据权利要5所述的酸性氯化铜蚀刻液再生方法，其特征在于：当检测到所述蚀刻液中所述铜离子的浓度小于第三阈值时，更换所述蚀刻槽内的所述蚀刻液，其中所述第三阈值小于所述第二阈值。
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