DE3738023A1 - Kleinaetzanlage mit regeneriereinheit und spueleinheit zum aetzen von kupferoberflaechen und elektrolytischer kupferrueckgewinnung - Google Patents

Kleinaetzanlage mit regeneriereinheit und spueleinheit zum aetzen von kupferoberflaechen und elektrolytischer kupferrueckgewinnung

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DE3738023A1
DE3738023A1 DE19873738023 DE3738023A DE3738023A1 DE 3738023 A1 DE3738023 A1 DE 3738023A1 DE 19873738023 DE19873738023 DE 19873738023 DE 3738023 A DE3738023 A DE 3738023A DE 3738023 A1 DE3738023 A1 DE 3738023A1
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Walter Dr Holzer
Klaus Grosche
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ELO CHEM RECYCLING ANLAGENBAU
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ELO CHEM RECYCLING ANLAGENBAU
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46—Regeneration of etching compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/068—Apparatus for etching printed circuits

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Description

Ätzanlagen, die im Hobby- und Amateurbereich zum Ätzen von Leiterplatten, Kupferstichen etc., allgemein also von Kupferoberflächen eingesetzt werden, arbeiten mit sauren oder alkalischen Ätzmitteln, die nach Sättigung mit Kupfer unbrauchbar werden.
Diese gesättigten Ätzlösungen werden anschließend im günstigsten Fall einer Sondermülldeponie zugeführt, häufig aber auch nach Neutralisation oder gänz­ lich unbehandelt ins Abwasser gegossen.
Kupfer ist ein Schwermetall, welches in gelöster Form das Wasser und somit die gesamte Umwelt stark belastet. Betrachtet man die große Anzahl an Hobbyelektronikern und Bastlern, die allein in der Bundesrepublik zuhause Kupferätzen und ihre unbrauchbar gewordenen Ätzmittel mit der beruhigenden Gewißheit, daß ihre geringe Menge Ätzmittel derUmwelt bestimmt nicht schaden werden, anschließend ins Abwasser gießen, so summieren sich erheb­ liche Mengen giftiger Kupferlösungen auf, die dem heutigen Stand der Technik nach nicht anfallen dürften.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage anzugeben, welche in der Lage ist, ein in der Industrie angewandtes Verfahren zum Ätzen und Rückgewinnen von Kupfer mittels eines im Kreislauf betriebenen, alkalischen Ätzmittels, auch im Hobby- und Amateurbereich einzusetzen.
Das Ätzgut (Leiterplatten etc.) wird in einer Ätzkammer alkalisch geätzt.
Beim Abscheiden des Kupfers in der Elektrolysezelle entsteht Ammoniak und Sauerstoff, der zum Regenerieren dem Ätzmittel zugeführt wird.
Um zu vermeiden, daß beim Reinigen der fertig geätzten Platten Ätzmittel verschleppt und ins Abwasser gegeben wird, ist dem Ätz-/Regenerierbehälter ein Spülbeälter beigeordnet, in welchem dem Spülwasser das Kupfer durch Absorbtion wieder entzogen wird.
Eine Vorrichtung erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Ätz­ kammer (1) und einer Elektrolysezelle (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (3). Dabei werden die Ätzkammer (1) und die Elektrolysezelle (2) durch die Anoden­ platte (4), die oben und unten gelocht ist, um das Ätzmittel zwischen der Ätzkammer und der Elektrolysezelle zirkulieren zu lassen, getrennt.
Am Boden der Ätzkammer (1) befindet sich eine Gasverteilungseinrichtung (6), die über eine Zuleitung (7) mit einer Gaspumpe (8) verbunden ist.
Diese Zuleitung (7) führt von der Gaspumpe (8) zunächst nach oben über das Ätzmittelniveau und endet im Gasverteiler (6). Diese Anordnung ver­ hindert den Rücklauf von Ätzmittel bei abgeschalteter Gaspumpe in das Pumpengehäuse.
Das Ätzgut (5) wird während des Ätzvorganges von einer Klemmhalterung (18) gehalten.
Die Klemmhalterung für das Ätzgut (5) ist ebenso wie ein Griffstück (10) am Verschlußdeckel (11) befestigt. Der Verschlußdeckel (11) ist sowohl in die Ätzanlage als auch in den Spülbehälter einsetzbar.
Das Ätzgut (5) befindet sich während des Ätzvorganges über dem Gasver­ teiler (6) im Gasstrom, der zur Umspülung des Ätzgutes und zur Regene­ rierung des Ätzmittels nötig ist.
Die Gasansaugung erfolgt durch ein Ansaugrohr (9), welches oberhalb des Ätzmittelniveaus in der Elektrolysezelle endet, wo sich das in der Elektrolysezelle entstehende Sauerstoff-Ammoniak-Gemisch sammelt.
Der Verschlußdeckel (11) deckt während des Ätz-/Regeneriervorganges sowohl die Ätzkammer als auch die Elektrolysezelle ab.
Um Ätzmittelspritzer am Verschlußdeckel, sowie das Hochsteigen von Schaum zu unterbinden, ist an der Anodenplatte (4) ein Tropfenfänger (14) aus einem Gittergewebe und am Gehäuse (3) ebenfalls ein Tropfenfänger (15) in Höhe der Klemmhalterung (18) angebracht.
Um den Transport von Kupferionen aus der Ätzkammer (1) in die Elektrolyse­ zelle (2) zu ermöglichen, ist die Anodenplatte (4) im oberen und unteren Bereich mit je einer Reihe von Bohrungen versehen, so daß die Ätzlösung zirkulieren kann.
Die Abscheidung von Kupfer erfolgt an der Kathodenplatte (13), die in der Elektrolysezelle (2) parallel zur Anodenplatte (4) angeordnet ist.
Das Reinigen der fertig geätzten Platten erfolgt im Spülbehälter (12).
Zu diesem Zweck wird der Verschlußdeckel (11) mit dem Ätzgut (5) auf den Spülbehälter gesetzt.
Der Spülbehälter (12) ist beim Spülvorgang mit demineralisiertem Wasser gefüllt und enthält eine Kunststoffkassette (15) mit einem Ionenaustauscher­ harz (16), welches die Kupferionen im Spülwasser bindet. Von Zeit zu Zeit wird die Kassette (15) mehrmals angehoben, so daß das Spülwasser das Ionen­ austauscherharz (16) umspült und dadurch gereinigt wird.
Die Stromversorgung der Elektrolysezelle erfolgt über eine Gleichspannungs­ quelle (17).
Das an der Kathode (13) abgeschiedene Kupfer wird als Kupferblech von Zeit zu Zeit abgezogen.
Die dargestellte Vorrichtung ermöglicht es, Kupfer zu ätzen ohne die Umwelt zu belasten. Selbst das Verschleppen kleiner Mengen von kupferhaltigem Ätzmittel in das Abwasser wird durch den Spülbehälter mit Ionenaustauscher wirksam verhindert.
Eine weitere Besonderheit der Vorrichtung besteht darin, daß die in der Elektrolysezelle verfahrensbedingt entstehenden kleinen Mengen von Ammoniak direkt abgesaugt und in den Kreislauf zurückgeführt werden. Eine Geruchs­ belästung wird dadurch ausgeschaltet und der pH-Wert des Ätzmittels stabilisiert.

Claims (10)

1. Kleinätzanlage zum Ätzen von Leiterplatten und anderen Kupferober­ flächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzkammer und die Elektro­ lysezelle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, welches durch eine oben und unten gelochte Anodenplatte der Elektrolysezelle, in eine Ätzkammer und die eigentliche Elektrolysezelle, getrennt ist.
2. Kleinätzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Ätzkammer eine Gasverteilungseinrichtung mit Zuleitung von einer Gaspumpe vorhanden ist.
3. Kleinätzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu­ leitung von der Gaspumpe zunächst von dieser über das Ätzmittel­ niveau geführt ist und dann unterhalb der zu ätzenden Platten in der Gasverteilereinrichtung endet.
4. Kleinätzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr der Gaspumpe oberhalb des Ätzmittelniveaus der Elektro­ lysezelle beginnt.
5. Kleinätzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Verschlußdeckel für die Ätzkammer mit Elektrolysezelle mit Halterung für die zu ätzenden Platten vorhanden und einsetzbar ist.
6. Kleinätzanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülbehälter gleiche Abmessungen wie die Ätzkammer mit Elektrolysezelle hat.
7. Kleinätzanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spülbehälter eine Ionenaustauscherkassette einsetzbar ist.
8. Kleinätzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß gleich­ zeitig in die Spülkammer eine Ionenaustauscherkassette und der Ver­ schlußdeckel mit der Halterung für die zu ätzenden Platten einsetzbar ist.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenplatten mit einem Tropfenfänger gegen Spritzer am Verschlußdeckel versehen ist.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter der Ätz-/Elektrolysezelle mit einem Tropfenfänger gegen Spritzer am Verschlußdeckel versehen ist.
DE19873738023 1987-11-09 1987-11-09 Kleinaetzanlage mit regeneriereinheit und spueleinheit zum aetzen von kupferoberflaechen und elektrolytischer kupferrueckgewinnung Withdrawn DE3738023A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29808307U1 (de) 1998-05-11 1998-08-20 Möbius, Andreas, Prof. Dr.rer.nat., 41472 Neuss Vorrichtung zum gerichteten Einblasen von Luft, anderen Gasen oder Dämpfen unter gleichzeitiger Flüssigkeitsumwälzung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29808307U1 (de) 1998-05-11 1998-08-20 Möbius, Andreas, Prof. Dr.rer.nat., 41472 Neuss Vorrichtung zum gerichteten Einblasen von Luft, anderen Gasen oder Dämpfen unter gleichzeitiger Flüssigkeitsumwälzung

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