JP2001107271A - 塩化銅エッチング液電解再生システム - Google Patents

塩化銅エッチング液電解再生システム

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JP2001107271A
JP2001107271A JP28001299A JP28001299A JP2001107271A JP 2001107271 A JP2001107271 A JP 2001107271A JP 28001299 A JP28001299 A JP 28001299A JP 28001299 A JP28001299 A JP 28001299A JP 2001107271 A JP2001107271 A JP 2001107271A
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liquid
gas
etching
electrolytic
tank
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JP28001299A
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English (en)
Inventor
Masaaki Iorizaki
雅章 庵崎
Minoru Origasa
実 折笠
Susumu Takayama
進 高山
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Nittetsu Mining Co Ltd
Original Assignee
Nittetsu Mining Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素ガスの問題に対して、ランニングコスト
を上昇させることなく安全に処理できる改良型の電解再
生処理システムを提供する。 【解決手段】 電解槽2からエッチング槽1への液戻し
路に、エゼクタ31を備えた循環路を有する再生液槽3
を配設し、上記電解槽に付設された気液分離手段28に
より分離した塩素ガスを上記エゼクタによる減圧作用で
吸引すると共に上記エッチング槽から導入したエッチン
グ液と上記塩素ガスとを気液接触させ、またそれぞれ密
閉構造とした上記電解槽と再生液槽の上方空間に滞留す
るガス中の塩素ガス成分を除去するための排ガス洗浄手
段を設け、当該排ガス洗浄手段においてエッチング液と
上記吸引ガスとを接触して塩素ガス成分除去を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板、
リードフレーム等の電子部品の製造工程において劣化し
たエッチング液を所謂隔膜電解法を利用して再生処理す
るためのシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、上記のような電子部品の製造
工程において、塩化銅を主成分とするエッチング液によ
り銅箔を腐食させ、所望のパターンを形成することが工
業的に行われている。銅箔を腐食させることで劣化する
エッチング液に対しては、一般的には過酸化水素水等の
酸化剤を注入して、素材の溶解に伴い生成する1価の銅
イオンを酸化して再生が図られるとともに、同じく素材
の溶解に伴い増加する比重(銅濃度)を水で希釈し、減
少する塩素イオンを補充することが行われている。
【0003】しかしながら、このような方法は、銅イオ
ンの酸化力を回復することはできるが、別途塩素イオン
補充のための塩酸添加が必要で且つ溶解した銅成分を除
去できず水で希釈することから、余剰となるエッチング
液を廃液として処分する必要がある。
【0004】上記のような問題を解決するために、本発
明の発明者らは、特開平5−125564号、特開平5
−117879号において隔膜電解法による再生方法を
提案し、これらの電解再生プロセスに使用する電解槽の
構造については特開平6−158359号で提案して実
用化もしている。
【0005】また電解再生によりエッチング液組成を最
適条件に保持するためにはエッチング工程における銅の
溶解速度と電解再生の速度を一致させる必要があるが、
電流一定の条件で、電解再生の速度はほぼ一定にするこ
とができるのに対して、エッチング工程における銅の溶
解速度は銅箔の厚み、パターンの違いや生産状況に伴っ
て変動するため、銅の溶解スピードと電解再生のスピー
ドを一致させることが困難であるという問題がある。
【0006】また塩素ガスで再生される1価の銅イオン
は、容易に空気中の酸素でも酸化される。酸素による酸
化が起こると、電解で発生した塩素ガスが余剰となって
放出されるため、塩素イオンの損失となり、塩酸の補充
量が増えるとともに放出される塩素ガスの処理も必要と
なる。
【0007】この問題に対しては、本発明者らは、特開
平11−140671号において電解再生法を組み込ん
だエッチング液組成の管理方法について提案し実用化し
ている。
【発明が解決しようとする課題】
【0008】しかしながら実際にエッチング液の電解再
生を工業的に行うにあたり、エッチング工程における銅
の溶解速度と電解再生速度を一致させることが困難で、
この不一致に伴う塩化ガス余剰の問題については、特開
平11−140671号で提案した不活性ガスによるパ
ージや過酸化水素水添加による方法では、ランニングコ
ストがかかるという問題の他、不活性ガスによる酸欠事
故を招来するおそれがある。
【0009】また隔膜電解再生法を用いるにあたり、陽
極液は溶存塩素として塩素ガスを含有しているので、再
生処理装置の各容器内の上方空間は、電解槽の稼働中常
時塩素ガスを含む空気を保有することとなる。更に陽極
室の内圧若しくは電解槽の液面変動により、隔膜を通じ
て塩素ガスが陰極室に流入する可能性もある。このよう
な塩素ガスは環境対策上外部に放出することができない
ので、別途処理する必要がある。
【0010】そこで本発明は、以上のような塩素ガスの
問題に対して、ランニングコストを上昇させることなく
安全に処理できる改良型の電解再生処理システムを提供
することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり、生じる塩素ガスをエッチング液と接触させ、液中
の1価の銅イオンを酸化することで吸収するとともに排
ガス中の塩素ガスを洗浄するために、エゼクタと洗浄塔
を併用すると、不活性ガスや薬液を併用せずに余剰とな
る塩素ガスのより確実な吸収を図ることができることを
見出した。更に洗浄を2段階として、2段目の排ガス洗
浄に、電解槽から排出する銅粉の付着液を使用すれば、
余剰塩素ガスの発生を防ぎ、エッチング液の余剰やアル
カリ等の別の廃液を発生させることなく電解法によるエ
ッチング液再生システムを実用化できることを見出し、
本発明を完成させるに至った。
【0012】
【発明の実施の形態】添付図面に、本発明に係る塩化銅
エッチング液電解再生循環システムの概念的な全体図を
示す。当該システムは、基本的にエッチング槽1、電解
槽2、再生液槽3、返送液槽4、排ガス洗浄塔5、これ
らの間で液送するためのポンプなどからなっている。
【0013】エッチング槽1で素材を溶解し劣化したエ
ッチング液は、エッチング液供給ポンプ8により電解槽
2に、再生液槽送液ポンプ9により再生液槽3に各々供
給されるようになっている。
【0014】陽極室21を隔膜22を介して陰極室23
で取り囲むようにして構成された電解槽2に供給された
エッチング液は、陰極室23で銅析出により銅濃度を減
じ、隔膜22を透過して陽極室21に流入する。陽極室
21に流入したエッチング液は、陽極板(図示せず)表
面での塩素ガス発生により塩素濃度を減じた陽極液とな
って、発生した塩素ガスとともにガス・陽極液流出管2
4から排出される。一方、析出した銅は陰極室底部から
バタフライ弁の開閉動作によって銅粉排出管25を通じ
て銅粉スラリーとして排出される。
【0015】排出された銅粉スラリーは回収銅受槽10
に入る。銅粉とともに排出される付着液は銅粉フィルタ
11及び付着液ポンプ12で分離回収され、返送液槽4
へ送液される。付着液分離後の銅粉は、回収銅受槽10
ごと定期的に搬出、回収されるようになっている。
【0016】電解槽2の陰極室23には陰極液を循環す
るための陰極液流出口26、流入口27が設けられ、陰
極液を循環ポンプ13を用いて流出口26から引き出し
ポンプアップし、冷却器14を経て流入口27へ返送循
環する。冷却器14は電解時の、電気抵抗による発熱を
冷却するためのものであって、陰極液の温度を循環路に
取り付けた液温検出手段15を用いて計測し、設定温度
より液温が上昇したときに冷却器14に冷媒(例えば冷
却水)を供給し、陰極液温度を一定の範囲に制御するよ
うになっている。設定温度は液組成に依存するが、例え
ば50℃±5℃〜70℃±5℃の範囲で設定される。高
温では液の電気抵抗が低下するので、その範囲では好ま
しいのであるが、電極の耐久性も低下することになるの
で、液組成毎に適当と考えられる設定値を決めなければ
ならない。
【0017】電解槽2には陰極液の液面レベルの上下限
を検出するための液面レベル検出手段16が配設され、
その検出結果に応じて返送液槽4から返送液ポンプ41
を介して液を補充し、陰極室23の液面を一定範囲内に
収める。この液面レベルに関しては、電解槽は、電極表
面の有効部分、即ち、液と接触して電解反応する部分の
全てが常時液中にあるように設計されているもので、例
えば下記ガス・陽極液流出管の位置に対して±50mm
程度を液面レベル制御範囲とする。
【0018】また陰極液を循環させることにより液組成
を均一化するとともに、循環ポンプ13の下流側を分岐
してバルブ開閉で適宜に流量比率を変更可能にした、冷
却器通過の循環経路と平行な別循環経路に液比重検出手
段17を設け、測定された液比重が設定下限値を下回っ
たときに前記エッチング液供給ポンプ8を起動し(また
は供給液量を増加させ)、設定上限値以上となった段階
で停止する(または供給液量を減少させる、設定下限値
と設定上限値は同値であってもよい)。更に循環経路に
陰極液の塩酸濃度検出手段18を設け、測定された塩酸
濃度が設定値、即ち、30g/リットルを下回ったとき
に塩酸を陰極液循環経路中に配量補充する。塩酸濃度は
上記設定値を上回り、最大でも120g/リットル程度
までに調整されるべきである。
【0019】ガス・陽極液流出管24から排出された気
液混合流は気液セパレータ28に流入し、塩素ガスは気
液セパレータ上部から、陽極液は下部から各々分離され
排出される。塩素ガスは、再生液槽3に付設されたエゼ
クタ31で発生する負圧により吸引され、エゼクタ駆動
液としてエゼクタポンプ32により再生液槽3からエゼ
クタ31を経て再生液槽3へ自己循環するエッチング液
と接触し吸収される。陽極液は気液セパレータ28の液
面が一定になるようにオーバーフローにより返送液槽4
へ流入する。
【0020】返送液槽4には液面レベル検出手段42が
付設され、当該返送液槽4に受け入れる液の量から電解
槽2へ補充返送する液量を差し引いた返送液増量分が、
返送液槽4の液面レベルが一定範囲内に収まるように、
上記液面レベル検出手段42の検出結果に基づいて返送
液槽4から返送液ポンプ41を介して液を再生液槽3へ
抜き出すようになっている。再生液槽3にも液面レベル
検出手段33、返送ポンプ34が付設され、エッチング
槽1へ再生液を戻すことができるようになっている。
【0021】電解槽2の陰極室23、再生液槽3及び返
送液槽4のそれぞれ上部には排気管29,39,49が
設置されており、これら排気管からの排ガスは排ガス洗
浄塔5で、エッチング槽1から再生液槽3へ受け入れる
べきエッチング液と接触し、エゼクタ31で吸収されな
い塩素ガスがあればエッチング液中に吸収される。エッ
チング槽1から再生液槽3へのエッチング液の受け入れ
は、再生液槽3への直接ルートの他、上記のように、洗
浄塔5を介して再生液槽3へ至る洗浄塔ルートによって
も、エゼクタ31を通る自己循環ルートによっても、可
能である。更に手動弁により液を分配して、これら各ル
ートを組み合わせて使用するようにしても良い。
【0022】洗浄塔5の塔頂からの排気管51は2次洗
浄塔6につながり、当該排気管51からの排ガスは、場
合によってはエゼクタ31及び排ガス洗浄塔5で吸収さ
れない塩素ガスがあれば当該塩素ガスも、既述の回収銅
受槽10で銅粉とともに排出され付着液ポンプ12によ
って分離回収され返送液槽4へ返送される付着液の一部
により洗浄・吸収される。付着液はもともと量的に少な
いので、液/ガス比を調整するために、上記返送液ポン
プ41を介した返送液槽4から電解槽2への返送経路か
ら分岐して返送液を2次洗浄に用いることもある。排ガ
ス洗浄後、2次洗浄塔6から排出される液は返送液槽4
へ流入するが、その一部は回収銅受槽10へ環流され
る。環流された液は回収銅と接触し、その一部を溶解す
ることにより塩素ガスを吸収するための塩化第1銅含有
液となるので、塩素ガスの余剰が多い場合、再度吸収に
使用することが可能である。排ガス洗浄塔5を省略して
陰極室、再生液槽、返送液槽からの排ガスを直接2次洗
浄塔6で洗浄するようなことも可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、電解槽からエッチング
槽への液戻し路に、エゼクタを備えた循環路を有する再
生液槽を配設し、電解槽に付設された気液分離手段によ
り分離した塩素ガスを上記エゼクタによる減圧作用で吸
引すると共に上記エッチング槽から直接上記循環路にエ
ッチング液を導入して上記塩素ガスと気液接触し、更に
はそれぞれ密閉構造とした上記電解槽と再生液槽の上方
空間に滞留するガスを吸引して外部へ放出する排ガス洗
浄手段を設け、当該排ガス洗浄手段に上記エッチング槽
から直接エッチング液を導入して上記吸引したガスと接
触して洗浄を行うので、不活性ガスや薬液を併用せずに
塩素ガスの吸収を確実に行わしめることができる。
【0024】上記排ガス洗浄手段から排出される洗浄ガ
スを導く別の2次洗浄手段を更に設け、上記電解槽から
分離回収される金属銅に付着した液を当該2次洗浄手段
に導入して上記洗浄ガスを更に洗浄すれば、余剰塩素ガ
スの発生を一層確実に防ぎ、エッチング液の余剰やアル
カリ等の別の廃液を発生させることもない。
【0025】上記ガスを再洗浄した後の付着液の一部
を、上記電解槽から金属銅を分離回収する受け容器に還
流して、再度金属銅と接触させて、塩素ガス吸収液を生
成すれば、塩素ガスの余剰が多い場合に再度吸収に利用
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塩化銅エッチング液電解再生循環
システムの全体的な概念図である。
【符号の説明】
1:エッチング槽、 2:電解槽、 3:再生液
槽、4:返送液槽、 5:排ガス洗浄塔、 6:排
ガス2次洗浄塔、10:回収銅受槽、 11:銅粉フ
ィルタ、 14:冷却器、28:気液セパレータ、
31:エゼクタ
フロントページの続き (72)発明者 高山 進 東京都西多摩郡日の出町平井8−1 日鉄 鉱業株式会社内 Fターム(参考) 4K057 WA18 WE08 WH02 WH05 WH07 WH10 4K058 AA18 AA22 BA21 BB03 CA05 FA12 FA19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化銅エッチング液を有するエッチング
    槽と、当該エッチング槽との間でエッチング液を送受す
    る電解槽とを備えてなり、上記電解槽が隔膜を介して陰
    極室と陽極室とに分かれ、受け入れるエッチング液を陰
    極室から隔膜を介して陽極室へ連続的に流過して電気分
    解した後にエッチング槽へ返すようになっているエッチ
    ング液電解再生システムにおいて、 前記電解槽からエッチング槽への液戻し路に、エゼクタ
    を備えた循環路を有する再生液槽を配設し、上記電解槽
    に付設された気液分離手段により分離した塩素ガスを上
    記エゼクタによる減圧作用で吸引すると共に上記エッチ
    ング槽から導入したエッチング液と上記塩素ガスとを気
    液接触すること、及びそれぞれ密閉構造とした上記電解
    槽と再生液槽の上方空間に滞留するガス中の塩素ガス成
    分を除去するための排ガス洗浄手段を設け、当該排ガス
    洗浄手段において上記エッチング槽から導入したエッチ
    ング液と上記上方空間から吸引したガスとを接触して当
    該ガス中の塩素ガス成分除去を行うことを特徴とするエ
    ッチング液電解再生システム。
  2. 【請求項2】 上記排ガス洗浄手段へのエッチング液の
    導入を上記循環路へ直接導入されるエッチング液を分流
    することにより行うことを特徴とする請求項1に記載の
    エッチング液電解再生システム。
  3. 【請求項3】 上記排ガス洗浄手段から排出される洗浄
    ガスを導く別の2次洗浄手段を更に設け、上記電解槽か
    ら分離回収される金属銅に付着した液を当該2次洗浄手
    段に導入して上記洗浄ガスを更に洗浄することを特徴と
    する請求項1又は2に記載のエッチング液電解再生シス
    テム。
  4. 【請求項4】 上記ガスを再洗浄した後の付着液の一部
    を、上記電解槽から金属銅を分離回収する受け容器に還
    流して、再度金属銅と接触させて、塩素ガス吸収液を生
    成することを特徴とする請求項3に記載のエッチング液
    電解再生システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10300597A1 (de) * 2003-01-10 2004-07-22 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur vollständigen Regenerierung von Metallchlorid-Ätzlösungen für Kupferwerkstoffe
CN110184607A (zh) * 2019-06-20 2019-08-30 深圳市祺鑫天正环保科技有限公司 酸性蚀刻废液提铜回收系统中氯气处理方法及处理系统
CN111394728A (zh) * 2020-04-24 2020-07-10 深圳市京中康科技有限公司 一种酸性蚀刻铜回收系统中氯气进一步处理方法
CN114351147A (zh) * 2021-12-30 2022-04-15 广东臻鼎环境科技有限公司 一种氯气全自动安全高效再生酸性蚀刻液系统

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