CN113637973B - 一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于蚀刻液循环再生技术领域，尤其涉及一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法，将未经稀释的酸性蚀刻废液直接进行电解，通过监测阳极液的ORP值自动调整电解过程中的电流大小，系统设备简单，生产成本低，操作简单，再生液蚀刻速率稳定，电解过程中不产生氯气，安全环保，且大大提高了再生蚀刻液的再生效率和阴极析出铜的效率。

Description

一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法

技术领域

本申请属于蚀刻液循环再生技术领域，尤其涉及一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法。

背景技术

新配制的PCB酸性蚀刻液含90-140g/L二价铜离子，200-300g/L氯离子，使用过程中，二价铜(二价铜和氯离子形成的络离子)和线路板表面的单质铜发生反应生成一价铜(一价铜和氯离子形成的络离子)，从而二价铜离子浓度不断降低，一价铜离子浓度不断升高，蚀刻液中铜总含量升高且ORP值至下降，蚀刻能力减弱，最终不能满足蚀刻产线要求形成蚀刻废液，蚀刻废液含铜量一般为120-170g/L，依然有一定的蚀刻能力，对蚀刻废液进行电解过程中，电解液对阴极析出的铜会发生蚀刻，称之为“反蚀”，阴极电解液中铜离子浓度越高，反蚀能力越强。

目前，酸性蚀刻废液在线循环回用的方法是电解槽阴阳极间用阳离子膜(或阴离子膜)分隔为阴极室和阳极室，阳极室与蚀刻机连通并循环，高铜含量的蚀刻废液直接进入阳极室作为阳极液；阴极室以蚀刻废液稀释液作为阴极液，阴极液铜含量低于50g/L，实际应用中铜含量为20-30g/L，阴极电流密度200-300A/m²，阴极室设置溢流口，从阴极室溢流口溢出的阴极液通过管道与高铜含量的蚀刻废液混合输送至阳极室。采用阳离子膜时，阳极液中的Cu²⁺、Cu⁺、NH⁴⁺、Na⁺、H⁺等所有阳离子都会通过阳离子膜向阴极液电迁移，阴极Cu²⁺、Cu⁺被还原为金属Cu，那么在阴极被还原的Cu²⁺、Cu+的数量会小于电迁移数量，导致阴极液中铜浓度下降；采用阴离子膜时，阴极液中的Cl^-通过阴离子膜向阳极电迁移，同时Cu²⁺、Cu⁺在阴极被还原为金属Cu，阴极液的铜含量下降，所以，不管是阳离子还是阴离子膜，电解过程中阴极液中铜浓度都会持续降低，必须向阴极液补充高铜含量的蚀刻废液以维持阴极液铜浓度的稳定，此外，还不能采用大电流电解，由于阴极液铜离子浓度低，不能采用高电流密度进行电解，否则阴极金属铜沉积粗糙疏松。

发明内容

本申请的目的在于提供一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法，旨在一定程度上解决现有技术中酸性蚀刻废液在线循环回用时操作复杂、效率低、易产生氯气以及设备成本高的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请第一方面提供一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统，包括：

电解槽，设置有阳极室和阴极室，且所述阳极室和阴极室通过隔膜隔开；在所述阳极室内设置有阳极板，所述阳极室再生蚀刻液排出口；在所述阴极室内设置有阴极板，和/或所述阴极室设置有第二废液入口；

供电单元，所述供电单元用于连接所述电解槽的所述阳极板和所述阴极板，向所述阳极板和所述阴极板提供电流；

ORP值监测单元，所述ORP值监测单元设置在所述阳极室内，用于监测所述阳极室内溶液的ORP值变化；

蚀刻机，所述蚀刻机的废液排出口与所述电解槽的废液入口连接，所述蚀刻机的蚀刻液入口与阳极室的所述再生蚀刻液排出口连接。

进一步地，所述酸性蚀刻废液在线循环回用系统，还包括第一缓冲槽，所述第一缓冲槽连接在所述蚀刻机的废液排出口与所述阳极室和/或阴极室的所述废液入口之间的管路上；和/或

还包括第二缓冲槽，所述第二缓冲槽连接在所述阳极室的所述再生蚀刻液排出口与所述蚀刻机的所述蚀刻液入口之间的管路上。

进一步地，所述酸性蚀刻废液在线循环回用系统还包括与所述ORP值监测单元和所述供电单元连接的控制单元，所述控制单元用于接收所述ORP值监测单元反馈的ORP值信息并调控所述供电单元对所述阳极板和所述阴极板的供电电流大小。

进一步地，所述电解槽中的所述阳极室和阴极室为一对或多对。

进一步地，所述隔膜采用目数大于600目的滤布。

本申请第二方面提供一种酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，采用上述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统对酸性蚀刻废液进行电解。

进一步地，所述酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，包括以下步骤：

将所述蚀刻机中的酸性蚀刻废液从所述电解槽的废液入口注入所述阳极室和/或阴极室内；

将阳极室中的阳极板与供电单元正极连接，阴极室中的阴极板与供电单元负极连接进行电解处理，处于所述阴极室中的所述酸性蚀刻废液所含的铜离子被还原成金属铜，处于所述阳极室中的所述酸性蚀刻废液所含的一价铜被氧化成二价铜，所述酸性蚀刻废液ORP值升高，形成再生蚀刻液，所述再生蚀刻液回流至所述蚀刻机中回用。

进一步地，所述电解过程的电流I为I_小或I_大，其中，0.5I_理论≤I_小＜I_理论，I_理轮＜I_大≤1.5I_理论，m为所述蚀刻机正常工作状态下每小时的蚀铜量，η为所述电解槽的电流效率。

进一步地，所述再生蚀刻液的ORP值为520-570mV。

进一步地，所述电解过程中，所述阳极室中溶液的ORP值降低至520mV时，电流I调节为I_大；或

所述阳极室中溶液的ORP值升高至560mV时，电流I调节为I_小；或

所述阳极室中溶液的ORP值升高至570mV时，电流I调节为0。

本申请第一方面提供的一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统，可以直接将酸性蚀刻废液注入电解槽中，不需要稀释，设备简单，电解槽不需要使用价格昂贵的离子膜，降低设备成本，隔膜的使用寿命远超过离子膜，延长设备使用寿命，采用ORP值监测单元能够对阳极液的ORP值进行实时监测，保证回用的再生蚀刻液的质量，电解生成再生蚀刻液的过程中，不需要控制阴极液铜离子浓度。

本申请第二方面提供的一种酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，采用上述酸性蚀刻废液在线循环回用系统，对未经稀释的酸性蚀刻废液直接电解，不需要控制铜离子浓度，可采用大电流电解，采用ORP值监测单元对阳极液的ORP值进行实时监测，根据阳极液的ORP值调节电解时的电流大小，从而将再生蚀刻液(阳极液)的ORP值控制在正常范围内，既保证了再生蚀刻液回用蚀刻速率稳定，也保证了电解槽电解过程不产生氯气，电解过程稳定安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统的设备连接示意图；

图2是本申请一个实施例提供的电解槽的结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的阴极室中铜沉积的速率-时间图。

其中，图中各附图标记：

1、蚀刻机；2、第一缓冲槽；3、电解槽；4、ORP值监测单元；5、第二缓冲槽；301、阳极室；302、阴极室；303、阳极板；304、阴极板；305、隔膜。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

术语“ORP”表示氧化还原电位。

本申请实施例第一方面提供一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统，如图1和图2所示，电解槽3，设置有阳极室301和阴极室302，且阳极室301和阴极室302通过隔膜305隔开；在阳极室301内设置有阳极板303，阳极室301设置有再生蚀刻液排出口；在阴极室302内设置有阴极板304；

供电单元，供电单元用于连接电解槽3的阳极板303和阴极板304，向阳极板303和阴极板304提供电流；

ORP值监测单元4，ORP值监测单元4设置在阳极室301内，用于监测阳极室301内溶液的ORP值变化；

蚀刻机1，蚀刻机1的废液排出口与电解槽3的废液入口连接；蚀刻机1的蚀刻液入口与阳极室301的再生蚀刻液排出口连接。

现有的酸性蚀刻废液在线循环回用系统均采用离子膜分隔阳极板303和阴极板304，现有的酸性蚀刻废液在线循环回用系统需要将酸性蚀刻废液稀释后再注入阴极室302，防止电解过程中阴极室302中析出的铜发生“反蚀”，进一步的，采用阳离子膜时，阳极液中的Cu²⁺、Cu⁺、NH₄ ⁺、Na⁺、H⁺等所有阳离子都会通过阳离子膜向阴极液电迁移，阴极Cu²⁺、Cu⁺被还原为金属Cu，那么在阴极被还原的Cu²⁺、Cu⁺的数量会小于电迁移数量，导致阴极液中铜浓度下降；采用阴离子膜时，阴极液中的Cl^-通过阴离子膜向阳极电迁移，同时Cu²⁺、Cu⁺在阴极被还原为金属Cu，阴极液的铜含量下降(需要说明的是，“铜浓度”都是指总铜浓度，不分二价铜和一价铜)，所以，不管是阳离子还是阴离子膜，电解过程中阴极液中铜浓度，都会持续降低，又必须向阴极液补充高铜含量的蚀刻废液以维持阴极液铜浓度的稳定。

而本申请提供的酸性蚀刻废液在线循环回用系统可以直接将酸性蚀刻废液注入电解槽3中，不需要稀释，设备简单，不需要使用价格昂贵的离子膜，降低设备成本，隔膜305减弱阳极液和阳极液中离子的自由扩散而不妨碍离子的电迁移，因此阴极液中的铜含量不会持续降低，不需要向阴极液中补加高铜含量的蚀刻废液，不需要控制阴极液铜离子浓度，同时，隔膜305的使用寿命远超过离子膜，延长设备使用寿命，采用ORP值监测单元4对阳极液的ORP值进行实时监测，根据阳极液的ORP值调节电解时的电流大小，保证回用的再生蚀刻液的质量，确保阳极在不析出氯气的情况下，电解效率最大化。

在一些实施例中，阳极室301设置有废液入口，蚀刻机1的废液排出口与阳极室301的废液入口连接，酸性蚀刻废液从阳极室301的废液入口注入阳极室301，穿过隔膜305进入阴极室302。

在一些实施例中，阴极室302设置有废液入口，蚀刻机1的废液排出口与阴极室302的废液入口连接，酸性蚀刻废液从阴极室302的废液入口注入阴极室302，穿过隔膜305进入阳极室301。

在一些实施例中，酸性蚀刻废液在线循环回用系统还包括第一缓冲槽2，第一缓冲槽2连接在蚀刻机1的废液排出口与阳极室301和/或阴极室302的废液入口之间的管路上；和/或

还包括第二缓冲槽5，第二缓冲槽5连接在阳极室301的再生蚀刻液排出口与蚀刻机1的蚀刻液入口之间的管路上。

需要说明的是，第一缓冲槽2用于储存从蚀刻机1的废液排出口输送出来的酸性蚀刻废液，可以通过调节第一缓冲槽2的阀门的开闭大小控制酸性蚀刻废液输送至电解槽3中的流量大小，平衡酸性蚀刻废液进入电解槽3的速率与电解槽3的电解效率，第二缓冲槽5用于贮存再生蚀刻液，可以通过调节第二缓冲槽5的阀门的开闭大小控制再生蚀刻液输送至蚀刻机1的流量大小，平衡再生蚀刻液进入蚀刻机1的速率与蚀刻机1的工作效率。

在一些实施例中，酸性蚀刻废液在线循环回用系统还包括与ORP值监测单元4和供电单元连接的控制单元，控制单元用于接收ORP值监测单元4反馈的ORP值信息并调控供电单元对阳极板303和阴极板304的供电电流大小，控制单元为电流控制器，用于接收ORP值监测单元4的信息并调控电解槽3的电流大小，当ORP值监测到的阳极液的ORP值较小时，触发电流控制器自动调大供电单元对阳极板303和阴极板304的供电电流，当ORP值监测到的阳极液的ORP值较大时，触发电流控制器自动调小供电单元对阳极板303和阴极板304的供电电流，特殊情况，当ORP值监测到的阳极液的ORP值过大时，比如蚀刻机1停止进板，即使调小电流，再生液的ORP值依然会持续升高，当ORP值过大时，触发电流控制器自动断电，电流控制器自动调节供电单元对阳极板303和阴极板304的供电电流为0，避免阳极液产生氯气。

在一些实施例中，电解槽3的阳极板303和阴极板304为一对或多对，优选为多对，如图2所示，多对阳极板303和阴极板304平行间隔设置，与供电单元的正负极并联或串联，其中，采用钌铱钽等涂层钛板作阳极板303，采用纯钛板作阴极板304，进一步提高电解效率，提高酸性蚀刻废液再生的速率。

在一些实施例中，隔膜305采用目数大于600目的滤布，隔膜305用于防止阳极液和阴极液的对流，减弱阳极液和阴极液之间离子的自由扩散迁移，防止阳极液中生成的大量Cu²⁺自由扩散至阴极液中，增大阴极液的ORP值，使得阴极液中析出的铜发生反蚀，滤布目数越小，对离子的自由扩散迁移的抑制作用越低。

在一些实施例中，阳极室301设有溢流口，阳极室301由隔膜305和电解槽3的槽壁围成，溢流口设于围成阳极室301的槽壁上，略低于剩余部分槽壁，阳极液经过电解形成再生蚀刻液后，液面不断升高，到大溢流口并从溢流口溢出，从而输送至第二缓冲槽5或者蚀刻机1中。

在一些实施例中，ORP值监测单元4插设于阳极室301内的阳极液的液面，可以更加精确地监测从溢流口溢出的再生蚀刻液的ORP值。

在一些实施例中，电解过程：电解槽3开机时，蚀刻机1向电解槽3的阳极室301缓慢注入酸性蚀刻废液，部分酸性蚀刻废液透过隔膜305进入阴极室302，最终，阳极室301和阴极室302中电解液液位与阳极室301溢流口维持在同一水平面；

电解槽3通电开始电解，同时酸性蚀刻废液不断进入阳极室301，阳极液不断通过溢流口排出，再进入蚀刻机1继续工作。

隔膜305会抑制阳极液和阴极液之间的自由扩散作用，电解过程中，阳极液和阴极液中的离子发生电迁移，同时少量的渗透，隔膜305两侧电解液只会维持较小的浓度差，阳极液中一价铜几乎被全部电解为二价铜，ORP值升高；而阴极液中，二价铜不断被转化为一价铜，ORP值持续降低，反蚀能力被抑制，当反蚀速度小于电沉积速度时，阴极开始形成金属电解铜。

本申请实施例第二方面提供一种酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，采用上述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统对酸性蚀刻废液进行电解。

在一些实施例中，酸性蚀刻废液在线循环回用的方法包括以下步骤：

将蚀刻机1中的酸性蚀刻废液从电解槽3的废液入口注入阳极室301和/或阴极室302内；

将阳极室301中的阳极板303与供电单元的正极连接，阴极室302中的阴极板304与供电单元的负极连接进行电解处理，处于阴极室302中的酸性蚀刻废液所含的铜离子被还原成金属铜，处于阳极室301中的酸性蚀刻废液所含的一价铜被氧化成二价铜，酸性蚀刻废液ORP值升高，形成再生蚀刻液，再生蚀刻液回流至蚀刻机1中回用。

现有技术中，酸性蚀刻废液在线循环回用的方法中，阴极液的处理方式通常是将阴极液与酸性蚀刻废液原液一同注入阳极室301，电解生成再生蚀刻液，然而，为了改善电解铜的品质，通常需要向阴极液中添加助剂，如聚乙二醇、SPS等，这些助剂对阴极析出的铜有明显抑制作用，离子膜电解工艺，阴极溢流出的低铜液进入阳极室301，会将大量的电解助剂带入再生蚀刻液，影响再生蚀刻液的蚀刻效果。而本申请提供的一种酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，电解槽3阴极液不循环，不使用或使用少量的电解助剂，最大限度的避免了电解助剂进入再生蚀刻液，此外，现有的工艺中，由于阴极液铜含量低于50g/L(一般30g/L左右)，相匹配的电流密度为200-400A/dm²，而本申请提供的一种酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，蚀刻废液直接进入电解槽3电解再生，不需要控制Cu²⁺、Cu⁺、Cl^-等离子的浓度，阴极液中铜浓度为120-170g/L，可以采用更高的电流密度进行电解，电流密度范围更宽为200-1500A/m²，酸性蚀刻废液再生效率更高，电解铜生产效率更高，电解过程中不产生氯气，电解过程稳定安全。

需要说明的是：在一些实施例中，蚀刻机1中的酸性蚀刻废液从阳极室301的废液入口进入阳极室301形成阳极液，酸性蚀刻废液穿过隔膜305进入阴极室302形成阴极液；

在另一些实施例中，蚀刻机1中的酸性蚀刻废液从阴极室302的废液入口注入阴极室302形成阴极液，酸性蚀刻废液穿过隔膜305进入阳极室301形成阳极液。

在一些实施例中，电解过程中的电流I_小或I_大，其中，0.5I_理论≤I_小＜I_理论，I_理轮＜I_大≤1.5I_理论，其中I_理论单位为千安，m为蚀刻机1正常工作状态下每小时的蚀铜量，单位为千克，η为电解槽3的电流效率，计算方法，m＝I×24×1.186×η，理论上，采用I_理论对酸性蚀刻废液电解的电解铜生产效率和蚀刻机1正常工作状态下的时刻效率相同。

在一些实施例中，再生蚀刻液的ORP值为520-570mV，此ORP值此为满足蚀刻要求的ORP值，ORP值低于520mV的蚀刻液的蚀刻能力太弱不足以保证蚀刻机1的正常工作。

在一些实施例中，电解过程中，阳极室301中溶液的ORP值降低至520mV时，电流I调节为I_大；或

阳极室301中溶液的ORP值升高至560mV时，电流I调节为I_小；或

阳极室301中溶液的ORP值升高至570mV时，电流I调节为0。

蚀刻机1正常工作的情况下，电解槽3的电流在大、小电流，即I_大与I_小两个固定值之间来回切换，从而将再生蚀刻液的ORP值维持在正常范围内。

特殊情况下，比如蚀刻机1停止进板，即使调小电流，再生蚀刻液的ORP值依然会持续升高，当达到过高值570mV时，会触发断电，停止电解，避免阳极析出氯气。

采用ORP值监测单元4对阳极液的ORP值进行实时监测，根据阳极液的ORP值调节电解时的电流大小，从而将再生蚀刻液(阳极液)的ORP值控制在正常范围内，既保证了再生蚀刻液回用蚀刻速率稳定，也保证了电解槽3电解过程不产生氯气，电解过程稳定安全。

在一些实施例中，采用上述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统对酸性蚀刻废液进行电解，蚀刻机1中的酸性蚀刻废液经过第一缓冲槽2的缓冲，以适合的流量速率进入阳极室301，电解过程中通过ORP值监测单元4监测阳极液的ORP值，通过控制单元自动调节电流I的大小，保证电解过程中的稳定性和安全性，电解形成再生蚀刻液，储存至第二缓冲槽5，根据蚀刻机1的工作情况调节第二缓冲槽5向蚀刻机1输送再生蚀刻液的速率。

为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

蚀刻机蚀刻原理：酸性蚀刻工作液中二价铜与板面金属铜反应形成一价铜，Cu²⁺+Cu＝2Cu⁺，蚀刻过程中Cu⁺浓度升高，酸性蚀刻液的ORP值快速下降，蚀刻速率下降。

电解原理：

阳极反应：Cu⁺-e^-＝Cu²⁺

2Cl^--2e^-＝Cl₂

2Cu⁺+Cl2＝2Cu²⁺+2Cl^-

阴极反应：Cu⁺+e^-＝Cu ①

Cu²⁺+e^-＝Cu⁺ ②

Cu²⁺+Cu＝2Cu⁺ ③

(需要说明的是，实际上溶液中的Cu²⁺、Cu⁺都是以铜氯络离子形态存在)

电解开始之前，阳极室301和阴极室302都充满酸性蚀刻液废液原液，由于蚀刻废液有较强的蚀刻能力，如图3所示，通电开始电解后的t₁小时内，阴极板304表面无法沉积金属铜，此时阴极铜的反蚀速率大于沉积速率。

随着电解的继续进行，阴极液中的二价铜浓度降低，同时一价铜浓度升高，阴极液的蚀刻能力持续降低，当阴极铜的反蚀速率小于沉积速率，阴极板304开始产生电解铜。

如图3所示，电解初始阶段，阴极液中Cu²⁺的浓度远大于Cu⁺的浓度，反应③的速率最快，随着Cu²⁺不断转变为Cu⁺，最终，反应①的速率最快，产生金属电解铜，需要说明的是，t₁与阴极液的体积、电流的大小和隔膜305的目数(穿透率)有关，阴极液体积越小、电流越大、隔膜305目数越大，则阴极液中二价铜浓度下降速度更快，意味着同时一价铜浓度升高也更快，从而阴极液的反蚀能力下降速度更快，则阴极板304开始沉积电解铜的时间t₁，以及电沉积速率达到稳定的时间t₂更短。

实施例1

实验所用的电解槽3设置了一块阳极板303、一块阴极板304，隔膜305为800目丙纶材质的滤布，阴阳极板303的有效面积(浸没在电解液中的部分)均为200cm²(宽125mm，高160mm)，阴极室302容量600ml，阳极室301容量1000ml，电解槽3的阳极室301中设置有ORP值监测单元4。

一容量为500ml的收集槽(模拟蚀刻机1)与电解槽3的阳极室301连通，向电解槽3的阳极室301和阴极室302以及收集槽注满酸性蚀刻废液Cu²⁺140g/L，Cl^-250g/L，H⁺1.5mol/L(不含一价铜)，不含一价铜的蚀刻工作液，ORP值为590mV，蚀刻速率为9.4um/min。

启动流量泵将收集槽的蚀刻工作液注入阳极室301，同时阳极液溢流返回收集槽，构成循环，流量为2L/min，收集槽中设置有加热棒，保持温度度49-50℃，将一块面积20cm²的厚铜板浸没在收集槽中模拟蚀刻，启动电流控制器，观察ORP值监测单元4的示数，当ORP值降低至520mV时，电流控制器调节电流为大电流30A，当ORP值升高至570mV时，电流控制器调节电流至小电流18A，当收集槽中铜板快溶解完时，及时放入新铜板，实验过程中，随着水分的蒸发，每三小时调整一次液位。

实验开始70分钟后，阴极板304开始沉积金属铜，连续蚀刻并循环电解10小时后，再生液的ORP值为564mV，通过烧杯实验测得蚀刻速率为9.2um/min，整个实验过程中无氯气析出。

ORP值降低至520mV时，蚀刻速率为8.8um/min。

可见，本申请提供的一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统及方法，可以在线循环电解酸性蚀刻废液，循环过程中，再生蚀刻液的蚀刻速率完全可以满足蚀刻要求。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种酸性蚀刻废液在线循环回用系统，其特征在于，包括：

电解槽，设置有阳极室和阴极室，且所述阳极室和阴极室通过隔膜隔开；在所述阳极室内设置有阳极板，所述阳极室设置有再生蚀刻液排出口；在所述阴极室内设置有阴极板；其中，采用钌铱钽涂层钛板作为阳极板，采用纯钛板作为阴极板；所述隔膜采用目数大于600目的滤布；

供电单元，所述供电单元用于连接所述电解槽的所述阳极板和所述阴极板，向所述阳极板和所述阴极板提供电流；

ORP值监测单元，所述ORP值监测单元设置在所述阳极室内，用于监测所述阳极室内溶液的ORP值变化；所述ORP值监测单元插设于所述阳极室内的阳极液的液面；

蚀刻机，所述蚀刻机的废液排出口与所述电解槽的废液入口连接；所述蚀刻机的蚀刻液入口与阳极室的所述再生蚀刻液排出口连接。

2.根据权利要求1所述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统，其特征在于，所述酸性蚀刻废液在线循环回用系统还包括第一缓冲槽，所述第一缓冲槽连接在所述蚀刻机的废液排出口与所述阳极室和/或阴极室的所述废液入口之间的管路上；和/或

还包括第二缓冲槽，所述第二缓冲槽连接在所述阳极室的所述再生蚀刻液排出口与所述蚀刻机的所述蚀刻液入口之间的管路上。

3.根据权利要求1所述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统，其特征在于，所述酸性蚀刻废液在线循环回用系统还包括与所述ORP值监测单元和所述供电单元连接的控制单元，所述控制单元用于接收所述ORP值监测单元反馈的ORP值信息并调控所述供电单元对所述阳极板和所述阴极板的供电电流大小。

4.根据权利要求1-3所述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统，其特征在于，所述电解槽中的所述阳极室和阴极室为一对或多对。

5.一种酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，其特征在于，采用权利要求1-4所述的酸性蚀刻废液在线循环回用系统对酸性蚀刻废液进行电解。

6.根据权利要求5所述的酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述蚀刻机中的酸性蚀刻废液从所述电解槽废液入口注入所述阳极室和/或阴极室内；

将阳极室中的阳极板与供电单元正极连接，阴极室中的阴极板与供电单元负极连接并进行电解处理，处于所述阴极室中的所述酸性蚀刻废液所含的铜离子被还原成金属铜，处于所述阳极室中的所述酸性蚀刻废液所含的一价铜被氧化成二价铜，所述酸性蚀刻废液ORP值升高，形成再生蚀刻液，所述再生蚀刻液回流至所述蚀刻机中回用。

7.据权利要求5所述的酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，其特征在于，所述电解过程的电流I为I_小或I_大，其中，0.5I_理论≤I_小＜I_理论，I_理轮＜I_大≤1.5I_理论，m为所述蚀刻机正常工作状态下每小时的蚀铜量，η为所述电解槽的电流效率。

8.根据权利要求6所述的酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，其特征在于，所述再生蚀刻液的ORP值为520-570mV。

9.根据权利要求5-8所述的酸性蚀刻废液在线循环回用的方法，其特征在于，所述电解过程中，所述阳极室中溶液的ORP值降低至520mV时，电流I调节为I_大；或

所述阳极室中溶液的ORP值升高至560mV时，电流I调节为I_小；或

所述阳极室中溶液的ORP值升高至570mV时，电流I调节为0。