JP2015178652A - 金属材料の回収方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体より構成された素子を備える半導体チップの配線，電極などを構成している金属材料を、半導体チップからより容易に分離して回収できるようにする。
【解決手段】ステップＳ１０１で、半導体より構成された素子を備える半導体チップを水銀に接触させ、半導体チップが有する電極および配線を構成する金属を水銀に溶解させる（第１工程）。ステップＳ１０２で、金属が溶解した水銀より金属を分離する（第２工程）。
【選択図】 図１
【解決手段】ステップＳ１０１で、半導体より構成された素子を備える半導体チップを水銀に接触させ、半導体チップが有する電極および配線を構成する金属を水銀に溶解させる（第１工程）。ステップＳ１０２で、金属が溶解した水銀より金属を分離する（第２工程）。
【選択図】 図１
Description
本発明は、半導体より構成された素子を備える半導体チップの配線，電極などを構成している金属材料を半導体チップより回収する金属材料の回収方法に関する。
シリコン半導体および化合物半導体などの半導体より構成された、トランジスタ，発光素子，受光素子などの素子を備える半導体チップには、配線や電極などに多くの金属が使用されている。例えば、シリコン半導体を用いた集積回路では、Ａｌが配線や電極パッドの材料に用いられている。このような金属は、年数を経ることにより、マイグレーションや腐食などを起こして劣化する（非特許文献１参照）。このように劣化が発生した半導体チップは、所期の性能が維持できないため、廃棄されることになる。
半田隆夫ほか、「通信設備における電気・電子部品の腐食事例」、材料試験技術，５６巻，第３号、１１６〜１２４頁、２０１１年。
ところで、廃棄される半導体チップには、前述したように多くの金属材料が用いられているが、近年では、これらを回収して再利用することが検討されている。しかしながら、廃棄された半導体チップより、金属材料を分離して回収することが容易ではないという問題があった。例えば、よく知られているように、半導体と金属とはシリサイドなどの化合物を形成しやすいため、溶解により金属のみを回収することが困難である。
また、電気分解や、微生物を用いることで、金属を回収する試みもなされている。例えば、半導体チップが用いられている廃棄された製品より、微生物により金属を溶出し、電気化学的な回収を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法により、ある程度の金属が回収可能であるが、アルミニウム（Ａｌ）などの不動態を形成する金属および合金の場合、不動態被膜が形成されて水溶性が著しく劣る状態となり、上述した溶出が起きにくいという欠点があり、現実的な時間では回収ができず、やはり金属の回収が容易ではないという問題がある。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、半導体より構成された素子を備える半導体チップの配線，電極などを構成している金属材料を、半導体チップからより容易に分離して回収できるようにすることを目的とする。
本発明に係る金属材料の回収方法は、半導体より構成された素子を備える半導体チップを水銀に接触させ、半導体チップが有する電極および配線を構成する金属を水銀に溶解させる第１工程と、金属が溶解した水銀より金属を分離する第２工程とを備え、金属は、水銀に溶解する金属である。例えば、金属は、ＡｌまたはＡｕである。
以上説明したことにより、本発明によれば、半導体より構成された素子を備える半導体チップの配線，電極などを構成している金属材料を、半導体チップからより容易に分離して回収できるという優れた効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における金属材料の回収方法を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１０１で、半導体より構成された素子を備える半導体チップを水銀に接触させ、半導体チップが有する電極および配線を構成する金属を水銀に溶解させる（第１工程）。例えば、所定の容器に水銀を収容し、この水銀中に廃棄された半導体チップを浸漬すればよい。
また、半導体チップを、砕いてから水銀中に浸漬してもよい。半導体チップを砕くことで、断面に配線部分が大きく露出する状態となり、より多くの部分が直接水銀に接触する状態となる。なお、水銀は、融点が−３８．８３℃であり、気温２５℃程度の標準状態であれば、液体である。従って、浸漬するなどにより、対象となる半導体チップの配線，電極が、容易に水銀に接触する状態となる。
よく知られているように、ＡｌおよびＡｕなどの金属は、水銀と接触することで水銀に溶解する状態となる。上記金属は、水銀に溶解して合金（アマルガム）を形成する。これに対し、半導体やこの酸化物は、水銀に溶解しない。従って、半導体チップの配線や電極を構成しているＡｌまたはＡｕは、上述した処理により、半導体チップより分離されることになる。従って、水銀に溶解する金属が本発明の対象となる。
以上のように、金属を水銀に溶解することで半導体チップより分離した後、ステップＳ１０２で、金属が溶解した水銀より金属を分離する（第２工程）。例えば、半導体チップが浸漬している水銀より半導体チップを取り除いた後、よく知られた分離方法により、水銀に溶解している上記金属と水銀とを分離する。
例えば、対象となる金属がＡｌの場合、水を反応させることでＡｌ（ＯＨ）3を生成させればよい。水銀に溶解しているＡｌは、空気中の水分ともよく反応し、Ａｌ（ＯＨ）3となる。Ａｌ（ＯＨ）3は、標準状態で固体であり、液体の水銀から容易に分離（回収）することができる。分離したＡｌ（ＯＨ）3からは、よく知られたＡｌの精錬技術によりＡｌが回収できる。また、対象となる金属がＡｕの場合、所定の蒸留機を用い、金属が溶解している水銀を加熱して蒸発させれば、溶解していた金属が抽出（回収）できる。また、このようにして分離した水銀は、回収して再利用する。
以上に説明したように、本発明によれば、半導体より構成された素子を備える半導体チップを水銀に接触させるようにしたので、半導体より構成された素子を備える半導体チップの配線，電極などを構成している金属材料を、半導体チップからより容易に分離して回収できるようになる。
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述では、液体の水銀に半導体チップを浸漬するようにしたが、これに限るものではない。例えば、対象となる金属がＡｌの場合、塩化水銀（ＩＩ）の溶液を用いるようにしてもよい。この溶液にＡｌが接触すれば、反応により水銀が発生し、発生した水銀にＡｌが溶解するようになる。
Claims (2)
- 半導体より構成された素子を備える半導体チップを水銀に接触させ、前記半導体チップが有する電極および配線を構成する金属を水銀に溶解させる第１工程と、
前記金属が溶解した水銀より前記金属を分離する第２工程と
を備え、
前記金属は、水銀に溶解する金属であることを特徴とする金属材料の回収方法。 - 請求項１記載の金属材料の回収方法において、
前記金属は、ＡｌまたはＡｕであることを特徴とする金属材料の回収方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2017171997A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 株式会社北匠 | 移動式の金精錬システムおよび金精錬方法 |
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