KR100355459B1 - 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치 및 방법 - Google Patents

금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치 및 방법, 특히, 부식용액의 부식능력 변화를 칼라 센서에 의해 모니터하여 부식능력이 일정 임계치 이하로 떨어진 경우 부식용액을 재산화(reoxidize)할 수 있는 첨가용액을 첨가함으로써 부식용액의 부식능력을 일정하게 유지하고 부식용액을 폐기하지 않고 단위 장치내에서 반영구적으로 재활용함으로써 경제성을 향상시키고 환경오염을 감소시킬 수 있는 금속화합물을 포함하는 부식용액의 재생장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REGENERATING ETCHANT SOLUTION COMPRISING METAL COMPOUND}
본 발명은 금속화합물을 포함하는 부식용액의 재생장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부식용액의 부식능력 변화를 칼라 센서에 의해 모니터하여 부식능력이 일정 임계치 이하로 떨어진 경우 부식용액을 재산화(reoxidize)할 수 있는 첨가용액을 첨가함으로써 부식용액의 부식능력을 일정하게 유지하고 부식용액을 폐기하지 않고 단위 장치내에서 반영구적으로 재활용함으로써 경제성을 향상시키고 환경오염을 감소시킬 수 있는 금속화합물을 포함하는 부식용액의 재생장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 리드 프레임, 섀도우 매스크, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), BGA, 인쇄회로기판(PCB) 산업에서는 에칭으로 불리우는 부식공정이 행해진다. 이러한 부식공정은 일반적으로 부식시키고자 하는 작업편(workpiece)을 컨베이어에 올려놓고 부식장치(etching machine)내에서 부식용액(etchant)을 분무함으로써 진행된다. 흔히 이용되는 부식용액으로는 염화구리(CuCl2) 수용액, 염화알루미늄(AlCl3) 수용액, 염화제2철(FeCl3) 수용액, 염화니켈(NiCl2) 수용액, 염화 주석(SnCl2) 수용액 등이 이용된다. 도 1을 참조하면, 이러한 부식용액들은 초기에는 부식능력이 우수하나, 부식공정이 계속 진행됨에 따라 부식용액중에서 환원 반응이 일어나, 예컨대, 제2철 이온(Fe3+)은 제 1철 이온(Fe2+)으로 환원됨에 따라 부식능력 및 속도가 점진적으로 감소된다. 따라서 부식능력이 일정 수준 이하가 되면 용액 전체를 새로운 부식용액으로 교체해 주어야 하고, 부식능력이 떨어진 부식용액은 재활용되지 못하고 전량 폐기처분된다. 이와 같이 부식용액을 교체하는 경우에는 교체작업이 진행되는 동안 부식공정을 중단하여야 하므로 전체 공정효율이 저하되고, 폐 부식용액은 각종 중금속 이온을 포함하고 있기 때문에 환경 오염의 원인이 될 수 있다. 더욱이, 부식용액을 사용함에 따라 부식능력이 점차 약화되며 이를 감지 및 보정해줄 수 있는 장치가 없음으로 인하여 부식된 제품의 품질 또한 점차 저하되므로 작업공정 및 품질관리에 많은 문제점을 유발하게 된다.
상술한 문제점을 극복하기 위한 종래 기술로 부식용액을 회수하여 산 또는 산화제를 첨가하여 부식용액을 재산화시켜 재활용하는 방법이 제안되었으나, 이러한 방법은 비용이 많이 들고 장치의 규모가 커져 비경제적인 문제점이 있었다.
한편, 부식용액의 이러한 부식능력 저하 문제를 해결하기 위한 종래 기술로 미국특허 제 4,060,097호는 시료를 통과한 빛의 투과도에만 의존하는 광의 감도를 수광부에서 감지하는 일반 광센서를 이용하여 부식액 조성물의 부식능력을 광 투과 정도에 따라서 감지하여 복원하는 부식용액 재생장치를 제안하고 있다. 그러나, 이러한 부식용액 재생장치는 부식용액이 하나의 종류의 금속물만을 포함한 경우에는 어느 정도 재생 효과를 제공하나, 다른 불순물이나, 특히 물의 투입시 광투과도가 오히려 좋아지는 문제점으로 인해 부식이 일어나지 않는 문제와, 이전 공정의 불순물이 에칭공정으로 투입(역류)되어도 이러한 문제를 감지하지 못하는 결점을 갖는다. 또한 필요한 산화제가 과량 투입시에도 광투과의 원리에만 의존하므로 용액의 균형이 깨지며 나빠지는 문제가 발생하므로 적용의 한계가 있다. 특히, 합금과 같이 여러 종류의 금속이 화합된 경우 각각의 부식용액이 고유의 칼라를 가지며 광의 투과도와는 무관하게 부식능력이 달라지므로, 이러한 부식용액 재생장치는 이러한 합금 등을 포함하는 부식용액은 제대로 재생시키지 못하는 문제점이 있다. 따라서 부식용액 중 합금성분(예컨대, 반도체 리드프레임의 얼로이 42; Fe 58%+Ni 42%, Si, Mg 등의 미량원소 함유)이 포함되어 있는 경우 부식능력을 정확하게 모니터하할 수 없을 뿐만 아니라 오히려 불량을 발생시키는 문제점을 갖는다.
본 발명의 목적은 전자산업 분야에서 널리 사용되는 부식장치(ething machine)의 부식용액을 작업후 폐기처리하지 않고 단위장치내에서 자체 재생하여 계속사용하여 원가절감 및 환경관리의 능력을 용이하게 함과 동시에, 추가적으로 용액의 부식능력을 향상시켜 일정한 수준으로 유지시켜 줌으로써 작업성, 경제성및 환경친화성을 높이고 생산 제품의 품질을 향상시키는 것이다.
즉, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 양상은
부식용액을 배관라인을 통해서 순환시키는 순환부;
마이크로프로세서의 지시에 따라 산 및/또는 산화제를 포함하는 첨가 용액들중 임의의 첨가용액을 선택적으로 부식용액 저장 탱크내의 부식용액에 공급하는 첨가 용액 공급부;
부식용액 저장 탱크로부터 유입된 부식용액에 특정한 빛을 주사하여 빛의 산란을 칼라 센서로 감지하고 그 데이터를 마이크로프로세서로 전송하는 제 1 칼라 센서;
제 1 칼라 센서로부터 감지 데이터를 입력받아 설정되어 있는 칼라 패턴과 비교분석하여 그 결과에 따라 첨가용액을 선정하고 선택된 첨가용액의 투입을 위해 첨가 용액 공급부를 활성화하는 마이크로프로세서; 및
상기 첨가 용액 공급부 다음단에 위치되어 첨가용액이 첨가된 부식용액의 부식능력 회복 여부를 감지하여 해당 데이터를 마이크로프로세서로 전송하는 제 2 칼라 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 양상은
배관라인을 통해 순환되는 부식용액의 부식능력을 모니터하여 부식용액의 부식능력이 소정의 임계치 이하인 경우 산(acid) 또는 산화제를 포함하는 첨가용액을부식용액에 첨가함으로써 금속화합물을 포함한 부식용액을 재생하는 방법에 있어서, 상기 방법이
부식용액의 빛의 산란을 칼라 센서로 측정하여 그 결과 데이터를 디지털화한 후 마이크로프로세서로 전송하는 제 1 단계;
칼라 센서로부터 입력받은 부식용액 칼라 센싱 데이터를 사전에 실험/측정된 비색계 데이터와 비교하는 제 2 단계;
제 2 단계의 비교 결과에 따라 첨가가 요구되는 첨가용액의 종류를 결정하여 부식용액에 첨가하는 제 3 단계; 및
첨가용액이 첨가된 부식용액의 부식능력을 칼라센싱에 의해 모니터하여 그 결과를 마이크로프로세서로 전송하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생방법이다.
도 1은 종래의 부식용액의 교체 주기를 설명한 그래프도,
도 2는 본 발명의 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치의 개략도,
도 3은 부식용액의 색의 변화를 칼라 센서를 이용하여 전기신호의 변화로 검출한 그래프도,
도 4는 본 발명에 의한 부식용액의 부식능력과 작업시간의 상관관계 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 압력 스위치 2: 제 1 칼라 센서
3: 제 2 칼라 센서 4: 액시드 노말
5: 비중계
100: 마이크로프로세서 200: 첨가 용액 공급부
110: 출력모듈 120: 입력모듈
130: 제 1 칼라분석 센서 140: 제 2 칼라분석 센서
150: 상태표시부 160: 경고부
170: 메인 프로세서 180: 조작 스위치 판넬
211, 212, 213: 첨가용액 저장 탱크
221, 222, 223: 펌프
231, 232, 233: 플로어 스위치
241, 242, 243: 공급 조절 밸브
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치에서 부식용액의 부식능력은 용액내 금속 성분에 따른 산화환원전위차(ORP) 수준에 의하여 결정되며, 이러한 산화환원 전위차로 인해 부식용액은 각각 고유한 색상을 나타낸다는 것에 착안하여 성안하였다. 즉, 본 발명의 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치는 부식용액의 색상 및 농도를 판별하고 금속화합물의 종류에 따라 산(acid) 또는 산화제(oxidizer) 등을 포함하는 여러 종류의 첨가용액들 가운데 임의의 첨가용액을부식용액에 적절하게 첨가함으로써 부식용액의 부식능력을 회복시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 부식용액 재생장치는 염화구리(CuCl2), 염화알루미늄(AlCl3), 염화제2철(FeCl3), 염화니켈(NiCl2), 염화 주석(SnCl2) 등 금속화합물을 단독으로 포함하거나 합금의 형태로 포함하는 모든 종류의 부식용액에 대하여 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치는 순환부; 첨가 용액 공급부; 제 1 칼라 센서; 마이크로프로세서; 제 2 칼라 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 부식용액은 에칭 공정이 진행됨에 따라 여러 종류의 부식물을 포함하게 되며 그 양은 점차 증가하게 된다. 예를 들어, 부식용액중에서는 하기 반응식 1과 같은 반응이 진행되면서 부식용액의 색이 연녹색에서 적색 및 갈색의 복합적인 색상으로 변화하게 된다. 부식용액의 색상이 연녹색에서 적색으로 변화하는 경우 칼라센서 R, G, B의 전기 신호 변화를 도 3에 도시하였다. 이러한 R.G.B의 전기신호의 변화는 R.G.B 각각의 절대적인 값의 변화도 중요하지만, R.G.B 값 사이의 상대적인 변화도 부식용액의 부식능력을 평가할수 있는 중요한 파라미터가 된다. 본 발명의 장치는 이러한 부식용액의 색 변화를 칼라 센서에 의해 감지하여 부식용액내에 생성된 부식물을 재산화시켜 재활용하는 것을 특징으로 한다.
Fe + 2FeCl3→ 3FeCl2
Ni + 2FeCl3→ NiCl2+ 2FeCl2Cu + CuCl2→ 2CuCl
본 발명의 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치에서 순환부(도시하지않음)는 부식용액을 배관 라인을 통하여 압력스위치(1), 제 1 칼라 센서(2) 및 제 2 칼라 센서(3)를 경유하여 순환시킨다. 배관라인을 통하여 입력된 용액은 제 1 칼라 센서(2)에 의하여 용액의 칼라 상태가 감지된다. 칼라 센싱 데이터는 증폭된 후 아날로그-디지털 변환되어 마이크로 프로세서(100)에 입력되고, 본 발명의 장치는 사전에 프로그램된 대로 무인/자동으로 운전된다. 이러한 칼라 센싱 데이터는 마이크로 프로세서(100)의 제 1 칼라분석 프로세서에 입력되어 이미 설정되어 있는 칼라 패턴과 비교 분석된다.
구체적으로, 상기 제 1 칼라 센서(2)는 부식용액에 특정한 빛을 주사하고 용액내에 용해되어 있는 입자성 물질로 인해서 일어나는 빛의 산란을 적(red), 녹(green), 청(blue) 3개의 칼라 센서로 검출하여 마이크로 프로세서(100)를 통하여 사전 시험/분석 되어진 비색계(colorimeter) 데이터와 비교 분석을 통하여 부식용액중의 부식물들을 재산화(reoxidize)시킬 수 있는 특정한 첨가 용액을 선정한다. 본 발명의 부식용액 재생장치에 입력되는 용액은 장치가 작동되는 동안 계속적으로 비교/분석된다.
첨가 용액 공급부(200)는 마이크로프로세서(100)의 지시에 따라 산 및/또는 산화제를 포함하는 첨가 용액들중 임의의 첨가용액을 선택적으로 부식용액 저장 탱크(300)내의 부식용액에 공급한다. 본 발명에서 사용되는 첨가용액은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게, NH4Cl, Cl2, HCl, O, H2O2, O3등을 포함한다. 첨가용액의 첨가에 의해 부식용액이 증량되고, 오버플로우되는 용액은 부식용액저장탱크(300)로부터 제거될 수 있다.
한편, 마이크로프로세서(100)는 제 1 칼라 센서(2)로부터 감지 데이터를 입력받아 설정되어 있는 칼라 패턴과 비교분석하여 그 결과에 따라 첨가용액을 선정하고 선택된 첨가용액의 투입을 위해 첨가 용액 공급부(200)를 활성화하고, 제 2 칼라 센서(3)는 상기 첨가 용액 공급부(200) 다음단에 위치되어 첨가용액이 첨가된 부식용액의 부식능력 회복 여부를 감지하여 해당 데이터를 마이크로프로세서(100)로 전송한다.
바람직하게, 본 발명에서 상기 마이크로프로세서(100)는 제 1 및 제 2 칼라 센서(2 및 3)로부터의 감지 신호를 입력받는 입력 모듈(120); 마이크로프로세서의 출력신호를 전기신호로 변환하여 첨가용액 공급부(200)로 전송하고 경고부(160)를 작동시키는 출력모듈(110); 제 1 칼라 센서(2)에 의해 감지된 부식용액의 칼라에 대한 데이터를 입력받아 사전에 시험/분석된 비색계 데이터와 비교하여 특정 부식물의 함량을 결정한 후 이에 따라 첨가용액의 선정 및 투입을 지시하는 신호를 메인 프로세서(170)에 전송하는 제 1 칼라분석 프로세서(130); 제 2 칼라 센서(3)에 의해 감지된 부식용액의 칼라에 대한 데이터를 입력받아 메인 프로세서(170)로 전송하는 제 2 칼라분석 프로세서(140), 현재 부식용액의 부식능력 상태를 표시하는 상태 표시부(150); 제 1 칼라 센서(2)로부터의 감지 데이터를 입력받아 설정되어 있는 칼라 패턴과 비교분석하여 그 결과에 따라 첨가용액을 선정하고 선택된 첨가용액의 투입을 위해 첨가 용액 공급부(200)를 활성화하는 메인 프로세서(170); 사용자의 조작을 위한 조작 스위치 판넬(180); 및 부식용액의 부식능력 저하를 경고하는 경고부(160)를 포함한다.
본 발명의 부식용액 재생장치에서 상기 첨가 용액 공급부(200)는 첨가 용액의 유무를 감지하여 용액이 부족할 경우 이를 경고하는 신호를 마이크로프로세서로 전송하는 수위 레벨 스위치가 장착된 첨가용액을 담지한 복수 개의 첨가용액 저장탱크(예컨대, 211, 212 및 213); 상기 마이크로프로세서(100)의 판단에 따라 첨가용액을 저장탱크(211, 212 및 213)로부터 부식용액 배관 라인으로 공급하는 복수 개의 펌프(예컨대, 221, 221, 및 223); 첨가용액이 배관을 통해서 공급되는지 감지하여 마이크로프로세서에 그 결과를 전달하는 복수 개의 플로우 스위치(예컨대, 231, 232, 및 233) 및 마이크로프로세서로부터의 on/off 신호에 따라 첨가 용액의 공급 또는 차단을 조절하는 복수 개의 공급조절 밸브(예컨대, 242, 242, 및 243)를 포함한다. 이 때, 바람직하게 첨가용액 공급 조절 밸브(예컨대, 242, 242, 및 243)는 솔레노이드 밸브이다.
본 발명의 부식 용액 재생 장치는 상술한 구성 요소 이외에, 비정상적인 사유로 인한 부식용액의 급격한 비중 변화를 감시하고 부식용액을 안정적인 상태로 유지하는 비중계(5); 및 액시드 노말(acid normal) 측정기(4)를 추가로 포함할 수 있다.
다음으로 본 발명의 금속화합물을 포함하는 부식용액의 재생장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 제 1 칼라 센서(2) 및 제 1 칼라분석 프로세서(130)의 출력신호에 따라 메인 프로세서(170)는 여러 종류의 첨가용액들(예컨대, 도 2의 첨가용액 (A), (B), (C))중에 적당한 첨가 용액을 선정하여 출력모듈(110)을 경유하여 첨가 용액 공급부(200)의 펌프(221, 222, 및 223)를 작동하고 솔레노이드 밸브(241, 242, 및 243)를 오픈한다. 이 때 첨가용액 저장탱크(211, 212, 또는 213)의 수위가 기준치 이하일 경우 로우 레벨(LOW LEVEL) 신호가 발생하며 그 신호는 입력모듈(120)을 통하여 메인 프로세서(170)에 전달되어 본 발명 장치의 작동을 중단하고 상태표시부(150)에 알람 내용을 표시하며 경고부(160)를 작동시켜 작업자에게 알린다.
첨가 용액 저장탱크(211, 212, 또는 213)가 로우 레벨이 아닌 경우 첨가용액은 배관라인을 통하여 부식용액 배관라인으로 전달되며 정상적으로 용액이 투입될 경우에는 플로우 스위치(231, 232, 및 233)가 작동하여 입력모듈(120)을 통하여 메인 프로세서(170)에 첨가용액 첨가에 대한 정보를 전달한다.
만약, 메인 프로세서(170)에서 첨가용액 투입을 지시한 후 임의의 지연시간이후에도 플로우 스위치(231, 232, 또는 233)가 작동치 않을 경우에는 배관라인, 공급 조절 밸브(241, 242, 또는 243), 또는 펌프(221, 222, 또는 223) 작동의 이상으로 판단하여 제어장치는 알람(alarm) 상태가 되며 경고부(160)를 통하여 작업자에게 경고하고 그 상태를 상태표시부(150)에 표시하면서 용액의 주입을 차단하여잘못된 용액의 상태를 만들지 않도록 첨가용액의 공급을 중단한다. 첨가용액의 투입량은 1회 투입시 부식용액 저장탱크 용량 및 작업조건을 기준으로 선정된 임의의 시간 설정에 따른 투입을 진행한다.
첨가용액이 첨가된 후, 부식용액과 첨가용액은 혼합되어 화학적 특성이 변화된다. 예를 들어, 부식용액내에서는 하기 반응식 2와 같은 반응에 의해 부식물이 재산화되고, 이렇게 되면 부식용액의 색이 적색 등의 색으로부터 연녹색으로 변화된다. 이러한 변화된 상태는 제 2 칼러센서(3) 및 제 2 칼라분석 프로세서(140)에 의하여 감지 및 분석된다.
2FeCl2+ Cl2→2FeCl3
2CuCl + Cl2→ 2CuCl2
첨가용액의 투입에 의해 부식용액이 정상상태로 환원될 경우 제어장치는 부식용액 상태의 검출 단계로 이전하게 되나 첨가용액의 첨가후에도 부식용액이 정상상태로 환원되지 않은 경우 첨가용액을 다른 종류로(예컨대, (A)→(B))로 교체하여 첨가용액 투입 사이클을 반복 실시한다.
만약 첨가용액을 투입하지 않은 상태에서 제 1 및 제 2 칼라 센서(2 및 3)에의해 분석된 데이터 사이의 차이가 설정치 이상일 경우 센서의 이상으로 판단하여 알람으로 처리하고 그 상태를 상태표시부(150)에 표시하며 경고부(160)를 통하여 작업자에게 경고한다.
한편, 장비의 점검, 용액의 교체 등의 사유로 용액의 상태를 조정할 필요가 있을 경우 조작스위치 판넬(180)의 수동조작 스위치를 통하여 첨가용액 A, B, C를 수동으로 투입할 수 있다. 이 경우에도 제 1 및 제 2 칼라 센서(2 및 3)는 용액의 상태를 검출하여 상태표시부(150)에 표시하여 작업자의 실수를 방지하여 준다.
더 나아가, 본 발명의 장치는 장치의 고장 및 비정상적인 오작동을 방지하기 위한 안전장치로 본 장치가 작동되는 동안 부식용액 저장탱크(300)의 비중계(4) 및 액시드 노말 (5) 상태는 입력모듈(120)을 통하여 메인 프로세서(170)에서 계속적으로 감지된다. 비중 또는 액시드 노말의 비정상적인 변화는 부식공정 또는 제어장치계의 시스템계 이상으로 판단하여 장치의 작동을 비중계(4) 및 액시드 노말(5)의 상태에 따른 연산작업에 의하여 각각의 필요한 성분의 첨가용액을 제 1 및 제 2 칼라 센서(2 및 3)와는 무관하게 투입을 시작하며 경고부(160)를 통하여 현재 장치계의 문제를 상태표시부(150)에 표시하며 동시에 경고부(160)를 통하여 작업자에게 경고한다.
또한, 작동중 압력스위치(1)가 OFF될 경우 배관라인을 통하여 부식용액이 투입되지 않는 상태(제조공정 정지상태)로 판단하여 메인 프로세서(170)는 모든펌프(221, 222, 및 223) 및 공급조절밸브(241, 242, 및 243)을 OFF 상태로 하며 본 장치는 대기상태로 전환된다.
다음으로 본 발명에 의한 금속화합물을 포함하는 부식용액의 재생방법을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 의해 각종 에칭 공정에 사용되는 부식용액을 재생하는 경우에는 배관라인을 통해 순환되는 부식용액의 부식능력을 모니터하여 부식용액의 부식능력이 소정의 임계치 이하인 경우 산(acid) 또는 산화제를 포함하는 첨가용액을 부식용액에 첨가하되, 제 1 칼라 센서(2)에 의해 칼라 센싱(color sensing) 방법을 통하여 금속화합물의 산화환원전위차(ORP)에 따른 고유 색상을 분석하여 그 결과 데이터를 디지털화하여 마이크로 프로세서(100)에 저장한다(제 1 단계).
제 2 단계에서는 제 1 칼라 센서(2)로부터 입력받은 부식용액 칼라 센싱 데이터를 사전에 실험/측정된 금속화합물 또는 합금별 비색계 데이터와 비교한다.
제 3 단계에서는 제 2 단계에 의해 분석, 판단된 용액의 상태(합금의 종류, 농도 등)에 따라 사전 설정된 첨가용액 A, B 또는 C 중에서 적합한 용액을 선정하여 부식용액에 첨가한다.
첨가용액 투입후 교반하고나서 제 3 단계에 의하여 첨가용액이 첨가된 상태의 용액을 제 2 칼라센서에 의해 제 1 칼라 센서에 의해 칼라 센싱한 것과 동일한 방법으로 감지하여, 칼라 센싱 데이터를 증폭시킨 후 아날로그-디지털 변환하여 마이크로 프로세서로 전송한다. 칼라 센싱 데이터가 마이크로 프로세서에 입력되면사전에 프로그램된 대로 무인/자동으로 부식용액 재생 과정을 처리할 수 있다.
제 2 칼라센서로 감지한 결과 첨가용액의 투입에 의해 부식용액의 부식능력이 정상 상태로 회복된 경우에는, 부식용액 상태의 검출 단계로 이동하게 되나, 첨가용액의 첨가후에도 부식용액이 정상 상태로 환원되지 않은 경우 첨가용액을 다른 종류로로 교체하여 첨가한다.
본 발명에 의하면 기존에 전량 폐기처분되는 중금속을 포함하는 폐부식용액을 반영구적으로 단위 장치내에서 재활용함으로써 환경 오염 문제를 해결할 수 있고, 용액 교체 및 조절에 소요되는 인적/물적 비용 및 시간을 절약할 수 있어 전체 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 부식용액 재생 장치는 반도체 리드프레임에 사용되는 얼로이 42와 같은 합금류를 포함하는 부식용액의 부식능력도 정확하게 검출하여 대처할 수 있기 때문에, 광투과도의 방법으로는 재생이 불가능하였던 종래 기술에 비해 정확하게 부식용액의 부식능력을 평가 및 관리할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 의하면 칼라 센서 및 마이크로프로세서에 의하여 지속적으로 부식용액을 감시 및 운전하므로 제조 공정상 무인자동화 운전이 가능하고, 도 4에 도시된 바와 같이 부식용액의 부식능력을 안정적으로 균일하게 유지시켜 줌으로써 균일하고 고품질의 제품 생산에 기여할 수 있다.

Claims (7)

  1. 부식용액을 배관라인을 통해서 순환시키는 순환부;
    마이크로프로세서의 지시에 따라 산 및/또는 산화제를 포함하는 첨가 용액들중 임의의 첨가용액을 선택적으로 부식용액 저장 탱크내의 부식용액에 공급하는 첨가 용액 공급부;
    부식용액 저장 탱크로부터 유입된 부식용액에 특정한 빛을 주사하여 빛의 산란을 칼라 센서로 감지하고 그 데이터를 마이크로프로세서로 전송하는 제 1 칼라 센서;
    제 1 칼라 센서로부터 감지 데이터를 입력받아 기설정되어 있는 칼라 패턴과 비교분석하여 그 결과에 따라 첨가용액을 선정하고 선택된 첨가용액의 투입을 위해 첨가 용액 공급부를 활성화하는 마이크로프로세서; 및
    상기 첨가 용액 공급부 다음단에 위치되어 첨가용액이 첨가된 부식용액의 부식능력 회복 여부를 감지하여 해당 데이터를 마이크로프로세서로 전송하는 제 2 칼라 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 첨가 용액 공급부가
    첨가 용액의 유무를 감지하여 부식용액이 부족할 경우 이를 경고하는 신호를 마이크로프로세서로 전송하는 수위 레벨 스위치가 장착된 첨가용액을 담지한 첨가용액 저장탱크;
    상기 마이크로프로세서의 판단에 따라 첨가용액을 저장탱크로부터 부식용액 배관 라인으로 공급하는 펌프;
    첨가용액이 배관을 통해서 공급되는지 감지하여 마이크로프로세서에 그 결과를 전달하는 플로우 스위치; 및
    마이크로프로세서로부터의 on/off 신호에 따라 첨가 용액의 공급 또는 차단을 조절하는 공급조절 밸브를 포함하는 것임을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로프로세서가
    제 1 및 제 2 칼라 센서로부터의 감지 신호를 입력받는 입력 모듈;
    마이크로프로세서의 출력신호를 전기신호로 변환하여 첨가용액 공급부로 전송하고 경고부를 작동시키는 출력모듈;
    제 1 칼라 센서에 의해 감지된 부식용액의 칼라에 대한 데이터를 입력받아 처리한 후 메인 프로세서에 전송하는 제 1 칼라 분석 프로세서;
    제 2 칼라 센서에 의해 감지된 첨가용액이 첨가된 부식용액의 칼라에 대한 데이터를 입력받아 처리한 후 메인 프로세서에 전송하는 제 2 칼라 분석 프로세서;
    현재 부식용액의 부식능력 상태를 표시하는 상태 표시부;
    제 1 칼라 센서로부터의 감지 데이터를 입력받아 설정되어 있는 칼라 패턴과 비교분석하여 그 결과에 따라 첨가용액을 선정하고 선택된 첨가용액의 투입을 위해첨가 용액 공급부를 활성화하는 메인 프로세서;
    사용자의 조작을 위한 조작 스위치 판넬; 및
    부식용액의 부식능력 저하를 경고하는 경고부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 장치가
    비정상적인 사유로 인한 부식용액의 급격한 비중 변화를 감시하고 용액을 안정적인 상태로 유지하는 비중계; 및 액시드 노말(액시드 노말) 측정기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가용액 공급 조절 밸브가 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치.
  6. 배관라인을 통해 순환되는 부식용액의 부식능력을 모니터하여 부식용액의 부식능력이 소정의 임계치 이하인 경우 산(acid) 또는 산화제를 포함하는 첨가용액을 부식용액에 첨가함으로써 금속화합물을 포함한 부식용액을 재생하는 방법에 있어서, 상기 방법이
    부식용액을 칼라 센서로 측정하여 그 결과 데이터를 디지털화한 후 마이크로프로세서로 전송하는 제 1 단계;
    칼라 센서로부터 입력받은 부식용액 칼라 센싱 데이터를 사전에 실험/측정된 비색계 데이터와 비교하는 제 2 단계;
    제 2 단계의 비교 결과에 따라 첨가가 요구되는 첨가용액의 종류를 결정하여 부식용액에 첨가하는 제 3 단계; 및
    첨가용액이 첨가된 부식용액의 부식능력을 칼라센싱에 의해 모니터하여 그 결과를 마이크로프로세서로 전송하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 방법이
    제 4 단계에 이어 칼라 센싱 결과 부식용액의 부식능력이 회복되지 않은 것으로 판단되는 경우 첨가용액의 종류를 변경하여 제 3 단계를 수행하는 한편, 부식능력이 회복된 것으로 판단되는 경우 제 1 단계로 진행하는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생방법.
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