CN220812623U - 一种含氨碱性铜氨蚀刻设备 - Google Patents
一种含氨碱性铜氨蚀刻设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220812623U CN220812623U CN202322425849.0U CN202322425849U CN220812623U CN 220812623 U CN220812623 U CN 220812623U CN 202322425849 U CN202322425849 U CN 202322425849U CN 220812623 U CN220812623 U CN 220812623U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- oxygen
- tank
- ammonia
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 385
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 139
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 261
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 261
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 257
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 241
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 135
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 108
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims abstract description 104
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 98
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 71
- QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.N.N.N.[Cu+2] QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 52
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 30
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 28
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 22
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 8
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 8
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims description 6
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 6
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 34
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 78
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 62
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 56
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 35
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 33
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 27
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 27
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 26
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 15
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 12
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 229960002163 hydrogen peroxide Drugs 0.000 description 11
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 7
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 5
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical group NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000179970 Monarda didyma Species 0.000 description 1
- 235000010672 Monarda didyma Nutrition 0.000 description 1
- DBNPDRYVYQWGFW-UHFFFAOYSA-N N.[Cu]=O Chemical compound N.[Cu]=O DBNPDRYVYQWGFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括蚀刻槽、氧气源和增氧再生反应装置，增氧再生反应装置设有气液混合器和装载蚀刻工作液槽体；蚀刻槽用于装蚀刻工作液并对蚀刻铜板进行蚀刻；蚀刻槽和氧气源分别与所述增氧再生反应装置连接；气液混合器将所述蚀刻槽中的部分或者全部蚀刻工作液与所述氧气源输出的氧气进行混合并反应，与氧气反应后的蚀刻工作液再继续在蚀刻槽中参与蚀刻；装载蚀刻工作液槽体用于装载与氧气反应前和/或反应后的蚀刻工作液。本实用新型采用增氧再生反应装置强制将氧气混入蚀刻工作液中能为蚀刻工作液的再生化学反应提供足够的氧化剂，使蚀刻工作液再生反应能缩短时间令蚀刻生产效率得到提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有增氧再生反应装置的含氨碱性铜氨蚀刻设备。
背景技术
在线路板的生产制作中，其化学蚀刻是重要的一道生产工序。在含氨碱性铜氨溶液的蚀刻过程中因有很多不同的变量会影响到生产效率和蚀刻品质，故在蚀刻生产过程中要控制维持蚀刻液中多个物质浓度参数及其反应条件，则需向蚀刻槽中投入多种蚀刻反应原料。业界将所投入到蚀刻槽中的反应原料称之为蚀刻子液，而溢出蚀刻槽外的溶液称为蚀刻废液，在蚀刻槽中进行蚀刻化学反应的溶液称之为蚀刻工作液。
行业上腐蚀铜的蚀刻液常使用酸性蚀刻液和含氨碱性铜氨蚀刻液。关于含氨碱性蚀刻工艺中其蚀刻铜的主要蚀刻剂为[Cu(NH3)4]2+。其蚀刻铜的化学反应原理为：Cu+[Cu(NH3)4]2+→2[Cu(NH3)2]+
而再生蚀刻剂的化学反应原理为：
4[Cu(NH3)2]++4NH4 ++4NH4OH+O2→4[Cu(NH3)4]2++6H2O
从再生蚀刻剂的化学反应式中说明，要将不具有蚀刻能力的[Cu(NH3)2]+的络离子在提供NH3和NH4 +的条件下还需要与氧气结合才能生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子。
目前含氨碱性铜氨蚀刻设备对蚀刻液的再生化学反应所提供的氧气源是在蚀刻槽中采用负压引入新鲜空气流并通过喷淋系统喷洒出来的液滴与空气混合交汇的方式来获取氧气。
上述现有技术获取氧气的工艺方法共存在以下五点不足：
第一点，对蚀刻设备中的喷洒雾化装置的技术要求高，令设备投资大和能耗高。
第二点，在蚀刻喷淋槽中采用负压引进新鲜空气流进入蚀刻槽，蚀刻液里的氨NH3会随大量空气中的氮气上升气泡逸出液面，使蚀刻液中的游离氨NH3更容易地从蚀刻液中逸出并随着流动气体一起排出蚀刻槽外，这样会使蚀刻液因缺氨导致蚀刻性能失效。
第三点，因蚀刻槽所抽排的尾气中含有大量氨废气而产生更大的污染，令废液处理成本增大。
第四点，在空气中通过液体喷淋制出的雾化液滴以气液接触方式来作氧化反应时间长，难以实现快速供氧来推进蚀刻液的再生化学反应，该现象对于含氨量较低的碱性蚀刻液配方更是明显。
为改善现有技术的含氨碱性铜氨蚀刻液的再生蚀刻性能和减少环境污染，需要对现有的含氨碱性铜氨蚀刻工艺进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有增氧再生反应装置的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其创造条件使含氨碱性铜氨蚀刻液以强制加氧的方式作气液混合来促进再生蚀刻剂的化学反应的方法，以改进现有技术蚀刻液再生反应仅通过喷淋设备制造出喷洒液滴与负压引流新鲜空气交汇接触的取氧方式。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种含氨碱性铜氨蚀刻设备，包括蚀刻槽，其特征在于，还包括氧气源和增氧再生反应装置，所述增氧再生反应装置设有气液混合器和装载蚀刻工作液槽体；
其中，所述蚀刻槽用于装蚀刻工作液并对蚀刻铜板进行蚀刻；所述蚀刻槽和所述氧气源分别与所述增氧再生反应装置连接；
所述气液混合器将所述蚀刻槽中的部分或者全部蚀刻工作液与所述氧气源输出的氧气进行混合并反应，与氧气反应后的蚀刻工作液再继续在所述蚀刻槽中参与蚀刻；
所述装载蚀刻工作液槽体用于装载与氧气反应前和/或反应后的蚀刻工作液。
所述蚀刻工作液为含氨碱性铜氨蚀刻液。
所述的氧气源为市售盛装压缩氧气钢瓶、化学反应制氧气的反应槽、电解析氧设备和分子筛制氧机中的至少一种能制出氧气的设备。其中所述的电解析氧设备为采用不溶性阳极的电解槽，能通过电解反应析出氧气。
所述的增氧再生反应装置中的气液混合器包括有管道鼓泡式气液混合器、真空射流气液混合器、带有增大比表面积填料的喷淋塔式气液混合器中的一种，或者上述两种或两种以上所组成的多级气液混合装置。
作为本实用新型一种优选的实施方式：所述氧气源包括电解析氧设备。优选地，所述电解析氧设备为设有电解槽分隔物将其分为阳极槽区和阴极槽区的电解槽，使两槽区中各所电析的气体避免混淆影响制氧质量和杜绝安全事故发生。所述的电解槽分隔物为滤布、滤网、阳离子交换膜、阴离子交换膜反渗透膜、双极膜、滤膜、无离子选择性的隔膜中的至少一种。更优选地，所述不溶性阳极电解槽中的电解槽分隔物为反渗透膜和/或双极膜。
所述的蚀刻槽为现有技术的含氨碱性铜氨蚀刻液的蚀刻槽，现有的含氨碱性铜氨蚀刻液的蚀刻槽中常见安装有比重计、pH计、液位计、温度计。优选地，所述蚀刻槽中增设至少一个的氧化还原电位计(ORP计)，以间接地检测蚀刻工作液中相对应的[Cu(NH3)4]2+含量浓度值，并根据其蚀刻工作液的氧化还原电位参数值来控制氧气的加投量。
本实用新型可以作以下改进：在所述电解析氧设备增设电析气体收集器和气液分离器，使电析气体得到有效分离和收集利用。同时，可增设双氧水或高锰酸盐分解反应槽的气体收集器和气液分离器，使在双氧水或高锰酸盐分解反应槽中取得更纯净的氧气。
本实用新型还可以作以下的改进：增设检测传感器和自动检测投料控制器，把检测传感器安装在需要检测的管道、槽罐、空间作业场所中作自动检测采样，通过自动检测投料控制器的处理来实现工艺流程的自动化控制。其检测传感器包含pH计、比重计、氧化还原电位计、比色计、液位计、温度计、酸度计、氢气检测仪中的至少一种。
本实用新型还可以作以下改进：在所述氧气源设备包括电解析氧设备时，增设气液混合式的清洗氧气装置，对从所述电解析氧设备电析出来的且含有杂质的氧气作除杂处理。
本实用新型还可以作以下改进：增设双氧水分解制氧反应槽中的搅拌和加热装置，使双氧水分解反应过程中能作安全可控。
本实用新型还可以作以下改进：增设暂存槽，用于储存物料和/或作化学反应槽使用。
本实用新型还可以作以下改进：增设氢气高空排放管，对氢气进行高空安全排放处理。
本实用新型还可以作以下改进：增设冷热温度交换器，用于对反应液按工艺进行温度控制。尤其需要对所述的双氧水分解反应槽中的反应液温度进行控制。
本实用新型还可以作以下改进：增设液流缓冲槽，用于解决各槽间液体流动顺畅问题。
本实用新型还可以作以下改进：增设搅拌装置，用于搅拌反应液使化学反应均匀可控地进行。其搅拌装置分有叶轮式、液流式、鼓泡式的搅拌器。
本实用新型还可以作以下改进：增设尾气处理装置，对有害气体作环保处理。
本实用新型还可以作以下改进：增设高锰酸盐高温加热炉和高锰酸盐高温反应釜，以使用高锰酸盐来制取氧气。
本实用新型的含氨碱性铜氨蚀刻设备采用增氧再生反应装置与氧气源连接；通过氧气源提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液中的蚀刻剂，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合器和装载蚀刻工作液槽体所组合的气液混合反应器。
所述的气液混合器包括有鼓泡式管道气液混合器、真空射流式气液混合器和喷淋塔式气液混合器中的一种或一种以上。其中所述的喷淋塔式气液混合器内装有增大面积的材料介质，使氧气和蚀刻工作液在有限的空间内增大混合接触面积，加快氧气与蚀刻工作液的氧化反应。
所述蚀刻工作液的氧化还原电位控制值根据蚀刻工艺要求进行设定。
优选地，所述的增氧再生反应装置的装载蚀刻工作液槽体通过管道和泵浦与蚀刻槽相连接，使蚀刻工作液在增氧再生反应装置和蚀刻槽之间循环流动。更优选地，将增氧再生反应装置中的装载蚀刻工作液槽体与蚀刻槽结合为一个整体，更高效地利用氧气促进蚀刻工作液的再生氧化反应。
使用增氧再生反应装置后有效改善了现有技术中氨损失的情况。此外，通过高效的气液混合使蚀刻工作液中富含的氧气加速氧化金属铜生成氧化铜，在蚀刻液中转化为可溶的铜氨络离子。这氧化金属铜的反应和原有的蚀刻剂蚀刻反应相配合，共同提高蚀刻速率。其中所述的氧气对金属铜反应生成氧化铜，并转化为铜氨络离子的化学反应方程式如下：
2Cu+O2→2CuO；
CuO+2NH4 ++2NH4OH→[Cu(NH3)4]2++3H2O。
优选地，通过化学反应制氧气的过程具体为采用双氧水和/或高锰酸盐分解所制出的氧气。
优选地，在增氧再生反应过程中采用氧化还原电位计(ORP计)对再生蚀刻剂的浓度控制。其控制范围为-250mv至650mv。
关于双氧水分解制氧分别有两种方法，其化学反应原理为：
关于高锰酸盐加热分解制氧的方法，其化学反应原理为：
关于电解制氧的主要电化学反应原理为：
阳极：4OH--4e-→2H2O+O2↑
阴极：2H++2e-→H2↑
或Cu2++2e-→Cu
Cu++1e-→Cu
Fe3++1e-→Fe2+
作为本实用新型优选的实施方式：所述的氧气源优先采用电解槽作电解反应析出氧气的生产方式。当使用电解槽作电解析出的氧气时，能更好地在蚀刻过程中根据工艺需要对所供氧气量作大小调节，还能在制氧过程中同时兼顾对含铜蚀刻废液进行电解取铜的环保处理，使制氧生产成本降低。
所述的电解槽为不溶性阳极电解槽。电解过程中不溶性阳极析出氧气，阴极发生金属离子的还原反应和/或析出氢气。优选地，所述的电解槽中的电解液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、硫酸、磷酸、硫酸盐溶液、铜氨溶液、含氨碱性铜氨蚀刻废液和酸性氯化铜蚀刻废液中的一种或一种以上的混合液。
优选地，使用装配有气体收集器和气液分离器的电解槽，使所电析的气体易于收集处理。
本实用新型可以作以下改进：在采用电解制氧时增设至少一段气液混合式清洗氧气装置，采用除杂清洗液对从所述的电解槽收集得来的氧化进行清洗除杂处理。所述的除杂清洗液为清水、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、含氨碱性铜氨蚀刻废液中的一种或一种以上的混合液。优选地，所述的除杂清洗液采用清水或氨水，通过对氧气的清洗将其混含的酸性或碱性杂质作除去，得到适用于含氨碱性铜氨蚀刻生产工艺使用标准的氧气产品。
本实用新型还可以作以下改进：在使用电解槽电解制氧时，在所述的电解槽中增设电解槽分隔物使电解槽分有阳极槽区和阴极槽区，所述的电解槽分隔物采用滤布、滤网、阴离子交换膜、阳离子交换膜、反渗透膜、双极膜、无离子选择性的隔膜中的至少一种。使用滤布和/或滤网和/或滤膜和/或无离子选择性的隔膜作电解槽分隔物时，在不阻止电解液中的离子迁移情况下能减少甚至避免阴阳两极所电析的气体作相互混合，使各自逸出的气体利于收集和减少安全事故。使用所述的阳离子交换膜作电解槽分隔物时，优选所述的电解液中不含有可变价态的金属离子。使用所述的阴离子交换膜作电解槽分隔物时，优选所述的电解液中不含有氯离子。另使用反渗透膜和/或双极膜作电解槽分隔物时，所述的阴极电解液可选用含有可变价态金属离子的盐溶液。在阴极电解液中存在有高价态的金属离子时，高价态金属离子还原为低价态金属离子或电析其金属，则阴极不会大量电析出氢气或不析出氢气以避免危险源产生；而阳极电解液中要求不含氯离子则有利于电析出氧气。
使用带有电解槽分隔物为反渗透膜和/或双极膜的电解槽进行电解制氧的优选工艺其原理如下。电解槽中阳极电解液为不含氯离子的电解质溶液，阴极电解液为含氨碱性铜氨蚀刻废液(主成分为[Cu(NH3)4]2+ 、[Cu(NH3)2]+、NH4 +、NH4OH的混合水溶液)。
阳极主要的电化学反应：4OH--4e-→O2↑+2H2O
阴极主要的电化学反应：
2H++[Cu(NH3)4]2++2H2O+2e-→Cu+2NH4 ++2NH4OH
或H++[Cu(NH3)2]++H2O+e-→Cu+NH4 ++NH4OH
此优选电解制氧工艺有如下几个优点：
1、利用电解制氧气产品的同时对含铜蚀刻废液作电析铜回收，其阴极溢出液在调配后重新作为再生蚀刻子液使用。
2、避免阴极电析出氢气产生危险源。
3、生产制氧与回收铜工艺相结合其生产运作成本低。
本实用新型还可以作以下改进：在电解制氧时采用带有反渗透膜和/或双极膜的电解槽，为能实现电解作业过程中阳极电解液逸出氧气；要求阴极不逸出氢气，可向阴极电解液中加投氧化剂得以解决。其中，氧化剂为双氧水、含高价态金属铜离子的盐溶液、过硫酸盐、氯酸盐、次氯酸盐中的至少一种；优选地采用含有高价态铜离子的盐溶液作为阴极电解液。
本实用新型还可以作以下改进：在电解制氧时增设氢气高空排放管，对电析出来的氢气进行高空安全排放处理。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型在蚀刻过程应用时，通过采用增氧再生反应装置强制将氧气混入蚀刻工作液中能为蚀刻工作液的再生化学反应中提供足够的氧化剂，使蚀刻工作液再生反应能缩短时间令蚀刻生产效率得到提高。
2、本实用新型在蚀刻过程应用时，解决了目前现有技术采用负压引入外界新鲜空气到蚀刻槽内以喷淋液滴与空气交汇获取氧的低效率方式和外排大量氨气污染的工艺难题。
3、本实用新型的氧气源采用电解槽作电解反应析出的氧气时，即是增氧再生反应装置和电解析氧设备的使用结合，能更好地在蚀刻过程中根据工艺需要对所供氧气量作大小调节，而且耗材更换频率低和操作简单。
4、本实用新型的氧气源采用电解槽作电解反应析出的氧气时，即是增氧再生反应装置和电解析氧设备的使用结合，能在制氧过程中同时兼顾对含铜蚀刻废液进行电解取铜的环保处理，实现节能减排的环保生产目的。
附图说明：
图1为本实用新型的基础实施例1的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图2为本实用新型的实施例2的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图3为本实用新型的实施例3的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图4为本实用新型的实施例4的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图5为本实用新型的实施例5的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图6为本实用新型的实施例6的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图7为本实用新型的实施例7的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图8为本实用新型的实施例8的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
图9为本实用新型的实施例9的一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其装置的工艺示意图。
附图标记：
1-电解槽、2-电解槽分隔物、3-气液混合器、4-装载蚀刻工作液槽体、5-氧气源设备、6-氧气管道、7-蚀刻槽、8-气体收集器、9-气液分离器、10-传感器、11-自动程序控制器、12-冷热温度交换器、13-搅拌器、14-暂存槽、15-缓冲槽、16-氢气高空排放管、17-电解电源、18-电解阳极、19-电解阴极、20-气液混合式清洗氧气装置、21-酸性氯化铜蚀刻废液、22-氨碱性铜氨溶液、23-含氨碱性铜氨蚀刻废液、24-蚀刻工作液、25-硫酸、26-氨水、27-氧化剂、28-无机碱性物质溶液、29-硫酸铜溶液、30-氯化铜溶液、31-清水、32-磷酸、33-硫酸亚铁溶液、34-蚀刻子液、35-再生蚀刻子液、36-尾气处理装置、37-蚀刻铜板、38-二氧化锰催化剂、39-硫酸铁、40-高锰酸盐、41-加热炉、42-氧气增压输送泵、43-高锰酸盐高温分解反应釜、44-液体喷头、45-阀门、46-泵浦。
具体实施方式：
下面结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，以便本领域技术人员更好地理解和实施。
在下述实施例中，所使用的电解槽、蚀刻槽、反应槽罐、增氧再生反应装置、搅拌装置、氢气高空排放管、尾气处理装置、暂存槽均为广东省佛山市业高环保设备制造有限公司制造的产品。盛装氧气钢瓶、检测传感器、加热炉、分子筛制氧机、化工原料、泵浦、阀门、电解电源、电解槽分隔物、传感器、自动程序控制器均为市售商品。除上述列举之外，本领域技术人员根据常规选择，也可以选择其他与本实用新型列举的上述产品具有相似性能的产品，均可以实现本实用新型的目的。
实施例1
如图1所示，为实施例1的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其为本实用新型的基础实施例。
本实施例的含氨碱性铜氨蚀刻设备包括有蚀刻槽7、2个气液混合装置3-1和3-2、氧气钢瓶5-1、分子筛制氧机5-2、暂存槽14及多个阀门45-1～45-3和泵浦46-1～46-3。
本实施例的气液混合装置3-1为鼓泡式管道气液混合器，气液混合装置3-2为喷淋塔式气液混合器。其中，氧气钢瓶5-1和分子筛制氧机5-2为两个氧气源。
所述的蚀刻槽7为现有技术中普遍使用的带有一个比重检测装置10-1的蚀刻喷淋槽，设置有液体喷头44将蚀刻工作液循环喷向线路板进行蚀刻作业的途经之处，另安装ORP计10-2作氧化反应控制。所述的蚀刻工作液24为含氨碱性铜氨蚀刻液，其铜离子浓度为50克/升、其pH值为pH11.3、ORP所控范围为-250至-200mv。
按照工艺指示向蚀刻槽7加投蚀刻工作液24，开启气液混合装置3-2中的抽排气风机M，打开各阀门并开启各泵浦。过程中比重检测装置10-1的比重计对蚀刻工作液24进行检测，按工艺要求控制加投蚀刻子液34,开启盛装氧气钢瓶5-1的阀门输出氧气到气液混合装置3-2中作化学反应，开启氧气增压输送泵42和启动分子筛制氧机5-2将氨水送入气液混合器3-1中。向蚀刻槽7中投送蚀刻铜板37进行蚀刻，控制ORP计10-2的数值至-250mv。当蚀刻槽7中满液后溢流到蚀刻废液暂存槽14中暂储。按工艺要求在含氨碱性铜氨增氧蚀刻工艺中完成对蚀刻铜板37蚀刻后并将其从蚀刻槽7中取出。
本实施例1在现有蚀刻技术基础上通过强制加投氧气到蚀刻工作液中作加速氧化反应，使蚀刻生产提高了效率。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与氧气钢瓶5-1和分子筛制氧机5-2连接；通过氧气钢瓶5-1和分子筛制氧机5-2提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由2个气液混合装置3-1和3-2和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器，气液混合装置3-2与载蚀刻工作液槽体4结合在一起。
实施例2
如图2所示，为实施例2的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有蚀刻槽7、气液混合装置3-1和3-2、气液分离器9、6个传感器10-1～10-6、冷热温度交换器12、叶轮搅拌器13、3个暂存槽14-1～14-4、加热炉41、高锰酸盐高温分解反应釜43、多个阀门和泵浦46-1～46-5。其中暂存槽14-2为双氧水分解制氧反应槽。
本实施例的气液混合装置3-1为喷淋塔式气液混合器，气液混合装置3-2为真空射流式气液混合器，共同与装载蚀刻工作液槽体4组成增氧再生反应装置。加热炉41和高锰酸盐高温分解反应釜43组合成本实施例的氧气源，通过高锰酸盐高温分解反应釜43内的高锰酸钾40反应产生氧气。增氧再生反应装置分别与蚀刻槽7作管液循环连接，和暂存槽14-2、高锰酸盐高温分解反应釜43作氧气管道6连接。
安装在蚀刻槽7上的传感器10-1为比重计、传感器10-2为pH计、传感器10-3为氧化还原电位计(ORP计)。其蚀刻工作液24的铜离子浓度为70克/升，pH值为pH11，控ORP值为-200mv至-150mv。
所述的喷淋塔式气液混合器和真空射流式气液混合器与装载蚀刻工作液槽体4组成增氧再生反应装置。增氧再生反应装置分别与蚀刻槽7作管液循环连接和暂存槽14-2、高锰酸盐高温分解反应釜43作氧气管道6连接。
在含氨碱性铜氨蚀刻增氧再生反应过程中，传感器10-5的ORP计控制泵浦46-5作双氧水加投。传感器10-3的ORP计控制泵浦46-2的转速来调节泵液流量，以确保蚀刻工作液24的氧化还原电位工艺参数值的恒定。传感器10-4的ORP计作为装载蚀刻工作液槽体4的安全监控，当高于预设值后关停泵浦46-5投料泵、冷热温度交换器12和加热炉41。
向蚀刻槽7中投送蚀刻铜板37进行蚀刻，蚀刻子液34按工艺设定向蚀刻槽7中加投。经过气液混合装置3-1和3-2作氧化再生处理后的蚀刻液24被泵浦46-2抽送回蚀刻槽7中对蚀刻铜板37进行蚀刻，当蚀刻完成后将蚀刻铜板37从蚀刻槽7中取出。
本实施例2在现有技术和使用现有的蚀刻槽设备的基础上增加双氧水分解制氧反应槽和高锰酸钾加热分解制氧装置，并使用两级的气液混合器的增氧再生反应装置，改进原蚀刻槽7负压抽排引进鲜风的工艺，在满足蚀刻反应的需氧量的前提下减少氨氮废气排放和提高生产效率。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与高锰酸盐高温分解反应釜43连接；通过高锰酸盐高温分解反应釜43提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由2个气液混合装置3-1和3-2和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器，气液混合装置3-1和3-2均与载蚀刻工作液槽体4结合在一起。
实施例3
如图3所示，为实施例3的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合器3和装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、3个传感器10-1～10-3、3个暂存槽14-1～14-3、电解阳极18、电解阴极19、电解电源17、多个阀门和泵浦46-1～46-3。
本实施例的气液混合装置3为喷淋塔式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的蚀刻槽7为一个浸泡式的蚀刻槽，其液体喷头44浸没于蚀刻工作液24中。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧气方式来制取氧气作为氧气源。所电析的氧气通过气体收集器作收集并引送到气液混合器3并在装载蚀刻工作液槽体4中与蚀刻工作液24作氧化反应。
所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中没有电解槽分隔物，但安装有传感器10-3的比重计。
向蚀刻槽7按工艺要求加投蚀刻工作液24，向电解槽中注入硫酸铜电解液，开启所有设备。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的pH计控制加投蚀刻子液34，传感器10-2的ORP计根据现场检测数据控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停。蚀刻工作液的铜离子浓度为90克/升、pH值为pH10、ORP值所控范围为-150至-80mv。传感器10-3的比重计控制外来硫酸铜溶液往电解槽中加投。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37。电解过程中电解阳极电析出氧气，电解阴极电析出金属铜，硫酸铜电解液的比重不断下降，当电解液的比重值下降到传感器10-3的设定值时，传感器10-3则控制加投外来的浓硫酸铜溶液到电解槽中使电解液增加比重。电解阳极上所产出的氧气被引流到气液混合器3中与蚀刻工作液24作氧化再生化学反应，加快蚀刻生产进行。按工艺要求在完成对蚀刻铜板37的蚀刻后从蚀刻槽7中取出。
本实施例3采用电解槽电解方式制氧，并兼顾对硫酸铜溶液作电析铜回收，使制氧的成本下降提高了整体生产经济效益。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合装置3和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器。
实施例4
如图4所示，为实施例4的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合装置3、装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、4个传感器10-1～10-4、两个搅拌器13-1和13-2、暂存槽14、气液混合式清洗氧气装置20、电解槽分隔物2、电解阳极18、电解阴极19、氢气高空排放管16、电解电源17、尾气处理装置36、多个阀门和泵浦46-1～46-4。
本实施例的气液混合装置3为喷淋塔式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的增氧再生反应装置的装载蚀刻工作液槽体4与蚀刻槽7的槽体结合为一整体，使蚀刻工作液在槽内作循环流动式的氧化还原反应。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧方式来制取氧气作为氧气源。所电析的氧气通过气体收集器作收集并引送到气液分离器9中作气液分离。将分离得到的氧气引流到气液混合式清洗氧气装置20作氧气除杂处理，把按工艺除杂制得的氧气引送到气液混合器3中与蚀刻工作液24作氧化化学反应。
所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中设有两层电解槽分隔物滤布2-1和滤网2-2，并在槽内安装有传感器10-4的液位计。
向蚀刻槽7注入蚀刻工作液24，向电解槽1注入电解液硫酸25和向尾气处理装置36中注入硫酸溶液25，开启所有设备。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的pH计按工艺控制加投蚀刻子液34。按工艺设定传感器10-2的ORP计的数值来控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停，使蚀刻液24在氧化反应再生后的氧化还原电位不低于传感器10-2的设定值。传感器10-3的比重计作显示蚀刻液24中相对应的铜离子浓度。传感器10-4的液位计在电解工作时控制向电解槽加投外来清水31。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37进行蚀刻，蚀刻工作液的铜离子浓度为100克/升、pH值为pH9.5、ORP值控制范围为-80至0mv。电解过程中阳极电析出氧气，阴极电析氢气。所述的氧气经气液混合式清洗氧气装置20作除杂处理后参与蚀刻工作液24的氧化反应。所述的氢气则通过氢气高空排放管16作安全排放。车间现场安装传感器10-5为氢气浓度检测仪，对车间工作场所进行氢气浓度检测，以做好安全生产。
本实施例增设尾气处理装置36，将各槽所排出的氨氮废气引至到尾气处理装置中作环保处理。
本实施例4采用电解槽电解制氧方式来制得氧气。
因使用硫酸电解液故需对所电析的氧气作除杂处理，其除杂清洗液优选用为氨水、碳酸铵、碳酸氢铵。选用硫酸电解液电解制氧，其工艺安全可控、制氧效率高、运行成本低。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合装置3和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器。
实施例5
如图5所示，为实施例5的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合装置3、装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、五个传感器10-1～10-5、两个暂存槽14-1和14-2、气液混合式清洗氧气装置20、电解分隔物2、电解阳极18、电解阴极19、电解电源17、多个阀门和泵浦46-1～46-4。
本实施例的气液混合装置3为喷淋塔式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧方式来制取氧气作氧气源。所电析的氧气通过气体收集器作收集并引送到气液混合式清洗氧气装置20中作除杂处理，处理后再被引送到气液混合器3中与蚀刻工作液24作化学反应。
所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中设有电解槽分隔物为双极膜，使电解槽分有阳极槽区和阴极槽区，并在电解槽的阳极槽区中安装有传感器10-4的液位计，在阴极槽区中安装传感器10-5的比重计。
向蚀刻槽7注入蚀刻工作液24，向所述的气液混合式清洗氧气装置20中注入碳酸铵无机碱性物质溶液28，向电解槽阳极槽区注入硫酸25，向电解槽阴极槽区注入酸性氯化铜蚀刻废液21。开启泵所有设备。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的比重计按工艺要求控制加投蚀刻子液34，按工艺设置传感器10-2的ORP计来启动泵浦46-2运转和阀门45-2的闸阀开度来调控流量。按工艺设置传感器10-3的ORP计以PID方式来控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停；按工艺设置传感器10-5的比重计来控制外来酸性蚀刻废液21的加投。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37。蚀刻工作液的铜离子浓度为110克/升、pH值为pH9、ORP值控为0至50mv。电解过程中阳极电析出氧气，阴极电析出金属铜。电解制氧过程中其阴极电解液的比重值不断下降。当电解液的比重值下降到传感器10-5的设定值时则控制加投外来的酸性氯化铜蚀刻废液21的高含铜量溶液到电解槽的阴极槽区中使电解液维持原工艺设定的比重值。另阳极电解液硫酸随着电解制氧其液位不断下降。当液位下降至传感器10-4所设定的数值时则控制外来清水31投入到阳极槽区中。按工艺要求在完成对蚀刻铜板37的蚀刻后从蚀刻槽7中取出。
本实施例5采用电解槽设有双极膜电解分隔物分有阳极电解液和阴极电解液的电解方式制氧，并兼顾对含铜溶液作电析铜回收，使制氧的成本下降。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合装置3和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器。
实施例6
如图6所示，为实施例6的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合装置3、装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、五个传感器10-1～10-5、两个暂存槽14-1和14-2、缓冲槽15、氢气高空排放管16、气液混合式清洗氧气装置20、电解槽分隔物2、电解阳极18、电解阴极19、电解电源17、多个阀门和泵浦46-1～46-6。
本实施例的气液混合装置3为喷淋塔式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧方式来制取氧气作氧气源。所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中设有电解槽分隔物为阳离子交换膜，使电解槽分隔为阳极槽区和阴极槽区，并在阳极槽区中安装传感器10-4的液位计；在阴极槽区中安装传感器10-5的比重计。
所述的暂存槽14-1用于暂储溢出的蚀刻废液。缓冲槽15用于处理电解槽阴极溢出液的流动泵送问题。暂存槽14-2用于暂存氢氧化钠无机碱性物质溶液28。
向电解槽中的阴、阳极槽区均注入氢氧化钠电解液，向蚀刻槽7按工艺要求加投蚀刻工作液24。开启所有设备。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的比重计按工艺要求控制加投蚀刻子液34，按工艺设置传感器10-2的ORP计来控制泵浦46-2的转速流量；按工艺设置传感器10-3的ORP计来控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停；传感器10-4的液位计控制泵浦46-6加投氢氧化钠溶液；按工艺设置传感器10-5的比重计控制向电解槽阴极槽区加投清水31。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37，其蚀刻工作液的铜离子浓度为130克/升、pH值为pH8.5、ORP值控制为50至150mv。电解过程中阳极电析出氧气，阴极电析出氢气。电解阳极上电析的氧气经水洗处理后被引流到气液混合器3中与蚀刻工作液24作氧化再生化学反应，以加快蚀刻生产进行。阴极电析的氢气通过氢气高空排放管16作高空安全排放。按工艺要求在完成对蚀刻铜板37的蚀刻后从蚀刻槽7中取出。
本实施例6采用设有阴阳槽区分隔的电解槽作电解制氧，其中电解槽分隔物为阳离子交换膜。使用隔膜能方便将各槽区中所电析出来的气体作单独收集，避免因氧气和氢气的混合发生安全事故。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合装置3和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器。
实施例7
如图7所示，为实施例7的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合装置3、装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、五个传感器10-1～10-5、两个暂存槽14-1和14-2、缓冲槽15、氢气高空排放管16、复合气液混合式清洗氧气装置20、电解槽分隔物2、电解阳极18、电解阴极19、电解电源17、多个阀门和泵浦46-1～46-7。
本实施例的气液混合装置3为喷淋塔式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的增氧再生反应装置中的气液混合装置3为带有增大比表面积的填料的喷淋塔，并且装载蚀刻工作液槽体4与蚀刻槽7作液流循环管道连接。
所述的气液混合式清洗氧气装置20为真空射流器和带有增大比表面积的填料喷淋塔的两段组合装置。其清洗液为氨水26。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧方式来制取氧气作为氧气源。所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中设有电解槽分隔物2为阴离子交换膜使电解槽被分隔为阳极槽区和阴极槽区，并在阳极槽区中安装传感器10-4的比重计，在阴极槽区中安装传感器10-5的液位计。
向蚀刻槽7加注蚀刻工作液24，向电解槽中的阴阳两极槽区分别注入硫酸电解液，开启所有设备。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的比重计按工艺控制加投蚀刻子液34；按工艺设置传感器10-2的ORP计来控制泵浦46-2的转速流量；按工艺设置传感器10-3的ORP计来控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停；传感器10-4的比重计按工艺设置值来控制外来清水31向电解阳极槽区的加投；传感器10-5的液位计控制泵浦46-6向电解阴极槽区作硫酸溶液的加投。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37，蚀刻工作液的铜离子浓度为150克/升、pH值为pH8.0、ORP控制为150至210mv。电解过程中阳极电析出氧气，阴极电析出氢气。电解槽所电析的氢气通过氢气高空排放管16作高空安全排放。而电解阳极上所产出的氧气通过装置20的除杂处理后再被引流到气液混合器3中与蚀刻工作液24作氧化再生化学反应。按工艺要求在完成对蚀刻铜板37的蚀刻后从蚀刻槽7中取出。
本实施例7采用设有电解槽分隔物的电解槽以电解方式制氧，其中电解槽分隔物2为阴离子交换膜。使用隔膜能将各槽区中所电析的气体作单独收集，避免因氧气和氢气的混合发生安全事故。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合装置3和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器。
实施例8
如图8所示，为实施例8的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合装置3、装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、八个传感器10-1～10-8、五个暂存槽14-1～14-5、三个缓冲槽15-1～15-3、气液混合式清洗氧气装置20、电解分隔物2、电解阳极18、电解阴极19、电解电源17、多个阀门和泵浦。其中暂存槽14-1为蚀刻槽与增氧再生反应装置的液流混合槽46-1～46-10。
本实施例的气液混合装置3为喷淋塔式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的气液混合式清洗氧气装置20为真空射流式气液混合装置，其清洗液为氨水26。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧方式来制取氧气作为氧气源。所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中设有电解槽分隔物为反渗透膜，使电解槽分有阳极槽区和阴极槽区，并在电解槽的阳极槽区中安装有传感器10-6的液位计，在阴极槽区中安装传感器10-7的比重计和传感器10-8的氧化还原电位计(ORP计)。
向蚀刻槽7注入蚀刻工作液24，向所述的气液混合式清洗氧气装置20中注入氨水26，向电解槽阳极槽区注入磷酸32，向电解槽阴极槽区注入硫酸铁溶液39。开启所有设备。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的比重计按工艺要求控制加投外来蚀刻子液34，按工艺设置传感器10-2的ORP计来控制泵浦46-3调速运转工作；传感器10-3的pH计按工艺要求控制往蚀刻槽7加投外来氨水26；按工艺设置暂存槽中传感器10-5的ORP计以PID方式来控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停；传感器10-4的液位计控制泵浦46-5将暂存槽14-1中多余溶液排到暂存槽14-5中暂存；传感器10-6的液位计控制外来清水31加投到电解阳极槽区中；传感器10-7的比重计按工艺控制泵浦46-10向电解阴极槽区加投暂存槽14-4的硫酸铁溶液；传感器10-8的ORP计按工艺控制泵浦46-9向电解阴极槽区加投暂存槽14-3中的氧化剂27，本实施例的氧化剂27为过硫酸钠溶液。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37，蚀刻工作液的铜离子浓度为110克/升、pH值为pH7.6、ORP值控制为210至300mv。电解过程中阳极电析出氧气，阴极电解液中的三价铁离子被还原为二价铁离子。电解制氧过程中其阴极电解液的比重值不断下降。当阴极电解液的比重值下降到传感器10-7的设定值时，传感器10-7则控制泵浦46-10往电解阴极槽区加投硫酸铁溶液。传感器10-8的ORP计是按工艺控制泵浦46-9往电解阴极槽区中加投过氧化剂27，以提高阴极电解液中的三价铁离子浓度，使阴极电解液不能电析出氢气。另阳极电解液磷酸随着电解制氧进行其液位不断下降。当液位下降至传感器17所设定的液位数值时则控制外来清水31投入到阳极槽区中直至达到工艺要求液位才作关停。电解阳极上所产出的氧气被引流到气液混合式清洗氧气装置20中作除杂处理，处理后再被引送到气液混合器3中与蚀刻工作液24作氧化再生化学反应以加快蚀刻生产。在完成对蚀刻铜板37的蚀刻后从蚀刻槽7中取出。
本实施例8采用电解槽设有电解分隔物分有阳极槽区和阴极槽区的电解方式制氧，电解制氧作业时往含铁离子的阴极电解液中加投氧化剂使阴极不能电析出氢气，以避免氢气危险源发生。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由气液混合装置3和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器。
实施例9
如图9所示，为实施例8的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其包括有电解槽1、蚀刻槽7、气液混合装置3-1和3-2、装载蚀刻工作液槽体4、两个气体收集器8-1和8-2、九个传感器10-1～10-9、自动程序控制器11、两个冷热温度交换器12-1和12-2、三个暂存槽14-1～14-3、三个缓冲槽15-1～15-3、电解分隔物2、电解阳极18、电解阴极19、电解电源17、多个阀门和泵浦46-1～46-8。其中暂存槽14-1为蚀刻槽与增氧再生反应槽的溶液交换槽。
本实施例的气液混合装置3-1为喷淋塔式气液混合器，气液混合装置3-2为真空射流式气液混合器。其中，电解槽1为氧气源。
所述的氧气源采用电解槽作电解析氧方式来制取氧气作为气源。所述的电解槽是采用不溶性阳极，槽中设有电解槽分隔物为双极膜，使电解槽分有阳极槽区和阴极槽区，并在电解槽的阳极槽区中安装有传感器10-8的液位计，在阴极槽区中安装传感器10-9的比重计，在阴极槽区中安装有液流搅拌器13。
向蚀刻槽7注入蚀刻工作液24，向暂存槽14-1和增氧再生反应装置注入蚀刻工作液24，向电解槽阳极槽区注入铜氨溶液22，向电解阴极槽区注入含氨碱性铜氨蚀刻废液23，自动检测控制器11控制开启所有设备按程序运行。蚀刻增氧再生过程中，传感器10-1的比重计的检测数据送至自动程序控制器11中处理并控制加投外来蚀刻子液34，按工艺设置传感器10-2的ORP计来控制泵浦46-3调速运转工作；传感器10-3的pH计按工艺要求控制加投外来氨水26；传感器10-4的温度计数据送至自动程序控制器11中处理并控制冷热温度交换器12-1和12-2作蚀刻槽7、暂存槽14-1、装置4的液温调整；按工艺设置暂存槽14-1中传感器10-6的ORP计由自动程序控制器11以PID方式来控制电解电源17的工作电流大小及其开启关停；传感器10-5的液位计在满液后通过自动程序控制器11控制泵浦46-2关停和开启泵浦46-9将缓冲槽15-1的溶液排到暂存槽14-3中作暂存；传感器10-8的液位计数据送至自动程序控制器11处理后控制外来清水31加投到电解阳极槽区中；传感器10-9的比重计的数据送至自动程序控制器11处理并按工艺控制泵浦46-8向电解阴极槽区加投暂存槽14-3中的蚀刻废液23；传感器10-7的ORP计将数据送至自动程序控制器11作安全联锁。往蚀刻槽7投送蚀刻铜板37，蚀刻工作液的铜离子浓度为60克/升、pH值为pH7.1、ORP值控制300至为650mv。电解过程中阳极电析出氧气，阴极电析出铜金属。电解阳极上所产出的氧气被引流到气液混合装置3-1和3-2中与蚀刻工作液24作氧化再生化学反应。
本实施例9是采用电解析氧方法来制取氧气作为氧气源。电解槽采用设有电解分隔物双极膜将电解槽分为阳极槽区和阴极槽区。阳极电解液为不含氯离子的铜氨溶液，在电解过程中补充清水31，对所电析的氧气可减少清洗氧气环节。阴极电解液使用含氨碱性铜氨蚀刻废液在作业时阴极电析铜，它既能避免阴极电析出氢气，又能在制氧过程中兼顾对蚀刻含铜废液作回收利用，使制氧成本降低。
本实施例的增氧再生反应装置使用前后的蚀速数据记录在表1中。
本实施例采用增氧再生反应装置与气体收集器8-1连接；通过电解槽1提供氧气，采用增氧再生反应装置将氧气与蚀刻工作液作气液混合并发生氧化反应，再生出蚀刻工作液，并根据设定的蚀刻工作液氧化还原电位值控制氧气源提供的氧气量；
所述的增氧再生反应装置的结构是由2个气液混合装置3-1和3-2和装载蚀刻工作液槽体4所组合的气液混合反应器，气液混合装置3-1和3-2均与载蚀刻工作液槽体4结合在一起。
表1
/>
/>
以上实施例中，蚀刻工作液温度为49～51℃。从表1的数据中比较后得到，使用了增氧再生反应装置后其蚀铜速度平均提高了10％。
Claims (10)
1.一种含氨碱性铜氨蚀刻设备，包括蚀刻槽，其特征在于，还包括氧气源和增氧再生反应装置，所述增氧再生反应装置设有气液混合器和装载蚀刻工作液槽体；其中，
所述蚀刻槽用于装蚀刻工作液并对蚀刻铜板进行蚀刻；所述蚀刻槽和所述氧气源分别与所述增氧再生反应装置连接；
所述气液混合器将所述蚀刻槽中的部分或者全部蚀刻工作液与所述氧气源输出的氧气进行混合并反应，与氧气反应后的蚀刻工作液再继续在所述蚀刻槽中参与蚀刻；
所述装载蚀刻工作液槽体用于装载与氧气反应前和/或反应后的蚀刻工作液。
2.根据权利要求1所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：所述气液混合器包括有鼓泡式管道气液混合器、真空射流式气液混合器和喷淋塔式气液混合器中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：所述的增氧再生反应装置的装载蚀刻工作液槽体通过管道和泵浦与蚀刻槽相连接，使蚀刻工作液在增氧再生反应装置和蚀刻槽之间循环流动。
4.根据权利要求1所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：将增氧再生反应装置中的装载蚀刻工作液槽体与蚀刻槽结合为一个整体。
5.根据权利要求1所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：所述氧气源设备为压缩氧气钢瓶、化学反应制氧气的反应槽、电解析氧设备和分子筛制氧机中的至少一种能制出氧气的设备。
6.根据权利要求5所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：在所述电解析氧设备中增设电析气体收集器和气液分离器，使电析气体得到有效分离和收集利用。
7.根据权利要求5所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：增设气液混合式的清洗氧气装置，所述清洗氧气装置对从所述电解析氧设备电析出来的且含有杂质的氧气作除杂处理。
8.根据权利要求5所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：在所述电解析氧设备的电解槽中增设电解槽分隔物使电解槽分有阳极槽区和阴极槽区，所述的电解槽分隔物为滤布、滤网、阴离子交换膜、阳离子交换膜、反渗透膜、双极膜、无离子选择性的隔膜中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：所述蚀刻槽中增设至少一个的氧化还原电位计。
10.根据权利要求1所述的含氨碱性铜氨蚀刻设备，其特征在于：增设尾气处理装置。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2022110892936 | 2022-09-07 | ||
| CN202211089293 | 2022-09-07 | ||
| CN202211488087 | 2022-11-24 | ||
| CN2022114880872 | 2022-11-24 | ||
| CN2023107112967 | 2023-06-15 | ||
| CN202310711296 | 2023-06-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220812623U true CN220812623U (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=89095930
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322425849.0U Active CN220812623U (zh) | 2022-09-07 | 2023-09-06 | 一种含氨碱性铜氨蚀刻设备 |
| CN202311150660.3A Pending CN117230447A (zh) | 2022-09-07 | 2023-09-06 | 一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其设备 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311150660.3A Pending CN117230447A (zh) | 2022-09-07 | 2023-09-06 | 一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN220812623U (zh) |
-
2023
- 2023-09-06 CN CN202322425849.0U patent/CN220812623U/zh active Active
- 2023-09-06 CN CN202311150660.3A patent/CN117230447A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117230447A (zh) | 2023-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10443138B2 (en) | Method for electrolytic recycling and regenerating acidic cupric chloride etchants | |
| CN105039989B (zh) | 一种酸性氯化体系含铜蚀刻废液电积脱铜及再生的方法 | |
| CN109252168A (zh) | 一种高效活化酸性蚀刻液的装置及其方法 | |
| CN103757664B (zh) | 电解槽、使用该电解槽的蚀刻液再生设备及再生方法 | |
| CN115135806B (zh) | 碱性蚀刻废液再生回用的方法及其设备 | |
| CN111560615B (zh) | 一种酸性蚀刻废液在线回收铜、氯气及蚀刻液再生的方法 | |
| CN106731632A (zh) | 一种氧化锌脱除烟气中二氧化硫的装置及其工艺 | |
| CN110496502A (zh) | 酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备、工作方法、控制系统、控制方法 | |
| CN112458463A (zh) | 一种酸性蚀刻液循环再生系统及方法 | |
| CN112320818A (zh) | 一种烟气脱硫浆液中亚硫酸盐的氧化的方法 | |
| CN112708885A (zh) | 一种蚀铜废硝酸资源化回用方法及系统 | |
| WO2008016541B1 (en) | Constituent maintenance of a copper sulfate bath through chemical dissolution of copper metal | |
| CN112323097A (zh) | 一种锌氨络合耦合过硫酸盐高级氧化技术脱除烟气中二氧化硫的方法及系统 | |
| CN220812623U (zh) | 一种含氨碱性铜氨蚀刻设备 | |
| CN102605383B (zh) | 一种氢循环电解方法和装置及其在氧化铝生产的应用 | |
| CN208087748U (zh) | 双组份酸性蚀刻液循环再生装置 | |
| CN213896005U (zh) | 一种电化学氧化处理装置 | |
| CN205710313U (zh) | 一种线路板碱性蚀刻氨氮废水处理装置 | |
| CN209412325U (zh) | 一种高效活化酸性蚀刻液的装置 | |
| CN110124751A (zh) | 一种催化剂回收同时联产电的系统及方法 | |
| CN214572340U (zh) | 一种印制线路板电力蚀刻装置 | |
| CN111410343B (zh) | 酸再生含酸废水的氨氮脱除装置及方法 | |
| CN113667980B (zh) | 一种酸性蚀刻液闭环再生的方法及系统 | |
| CN204491003U (zh) | 氧化装置 | |
| JPH08276187A (ja) | 亜硫酸塩含有溶液の電気化学的処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |