KR20100044397A

KR20100044397A - 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 및 그 재생방법

Info

Publication number: KR20100044397A
Application number: KR1020080103513A
Authority: KR
Inventors: 김현규; 진천덕
Original assignee: 주식회사 에스씨티
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-04-30
Also published as: KR101021784B1

Abstract

본 발명은 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀더 상세히, 에칭액 재생장치에 있어서, 제1 펌프(P1)를 통하여 에칭장치로 에칭액이 공급배관(H1)을 거쳐 공급되고 사용 후 에칭액이 회수배관(H2)을 거쳐 수취되는 메인 탱크(10)와; 상기 메인 탱크(10)로부터 에칭액이 제1 피드배관(T1)을 거쳐 피드되는 농축액 저장탱크(20)와; 1차로 불용성 입자성분이 제거되는 상기 마이크로필터(30)와; 2차로 금속이온이 걸러지는 나노막필터(40)와; 상기 나노막필터(40)와 상기 메인 탱크(10)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액이 상기 메인 탱크(10)로 순환되도록 하는 정화에칭액 순환관(50)과; 상기 나노막필터(40)와 상기 농축액 저장탱크(20)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속이온 성분이 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피드백 되게 하는 혼택액 순환관(60)과; 상기 농축액 저장탱크(20)에 구비되어, 상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출하여 폐기하는 폐수관(70);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 및 이를 이용한 에칭액 재생방법에 관한 것이다.

에칭액 , 재생, 나노막 필터

Description

나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 및 그 재생방법 { RECYCLING METHOD AND APPARATUS OF WASTE ETCHING SOLUTION }

본 발명은 마이크로필터와 나노필터를 이용하여 에칭공정에서 사용된 후, 버려지는 폐에칭액의 재생장치 및 그 재생방법에 관한 것이다.

반도체 및 PCB, LCD 제조 공정등에서 에칭(식각)공정이란 회로패턴을 형성시켜주기 위해 화학물질이나 반응성 가스를 사용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 공정으로서, 공업용 금속 에칭액으로 광범위하게 사용되어 오고 있다. 그러나 상기 성분으로 조성된 에칭액은 매우 강산이므로 에칭 후 잔류되는 에칭액은 환경에 매우 유해하여 반드시 중화시켜 처리해야 하며, 그 처리가 매우 어려우며, 처리비용이 고가이어서 이를 재활용하고자 많은 연구가 있어 왔다.

예를 들면, 국내공개특허공보 공개번호 제10-2004-25583호에는 에칭조에 있어서, 질화규소막을 에칭하기 위해 사용한 인산수용액으로 이루어지는 에칭액을 재생하는 방법에 있어서, 해당 에칭에 의해 발생하는 규소화합물을 포함하는 에칭액을 에칭조로부터 추출하고, 상기 추출한 에칭액에 물을 가하여, 해당 에칭액의 인산농도를 80~50중량%로 내리는 공정과, 해당 인산농도의 저하에 의해서 에칭액중에 서 석출한 규소화합물을 에칭액으로부터 제거하는 공정인 에칭액의 재생방법, 에칭방법 및 에칭장치가 기재되어 있고,

동 공보 공개번호 특2003-53247 및 특2003-532228호에는 알루미늄을 포함하는 폐황산에칭액 및 알루미늄을 포함하는 폐염산에칭액의 혼합액을 진공 증발시켜 염산을 회수하는 단계; 진공증발후 알루미늄을 포함하는 폐황산에칭액에 알루미늄을 첨가하는 단계, 상기 알루미늄이 첨가된 폐항산에칭액을 확산 투석하여 황산 및 황산알루미늄 수처리 응집제로 분리하는 단계를 포함하는 폐황산에칭액 및 폐염산에칭액의 재생방법이 기술되어 있으며,

동 공보 공개번호 제10-2006-72559호에는 인디움주석산화물 에칭폐액을 마이크로필터로 여과하여 불용성 불순물을 제거하는 제1단계; 상기 제1단계 후, 상기 마이크로필터의 여액을 진공 증발하여 산을 회수하는 제2단계와, 상기 제2단계 후 잔류액을 전해 채취하여 인듐과 주석을 분리 회수하는 제3단계로 이루어진 인디움주석산화물 에칭폐액으로부터 산 회수 및 인듐, 주석을 회수하는 방법이 기재되어 있고,

동 공보 공개번호 제10-2006-49695호에는 인디움주석산화물의 에칭에 사용한 옥살산 함유 에칭액을 나노필터막에 의해 여과하여 투과액과 비투과액으로 분리하는 여과공정으로 구성된 산성에칭액 재생방법 및 산성에칭액 재생장치가 기술되어있으며,

동 공보 공개번호 제10-2006-11699호에는 인산을 함유하는 에칭폐액을 증류하여 인산만을 남기고 증류하는 단계, 희석물질로 희석하는 단계, 나노필터, 필요 에 따라 킬레이트 수지 및 양이온 교환수지를 통과시켜 고순도의 인산을 제조하는 단계 및 에칭액으로 재생되는 단계로 구성된 알루미늄 에칭폐액 재생 및 인산의 고순도 정제방법이 공개되어 있으나,

상기와 같은 종래의 기술은 현재 공정상 한 번 사용한 에칭액은 전량 폐수처리장으로 이송되고 있어 폐수처리장의 부하증가와 에칭액을 제조를 위한 많은 비용이 들어가는 문제점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 에칭액과 모재의 화학반응으로 모재에서 떨어져 나온 불용성 입자성분과 철, 구리, 아연, 비소, 납등의 금속이온(이하 "금속이온" 이라 함)을 제거하고, 초기 에칭액 성분인 순수, 황산, 질산, 염산 등을 회수하기 위한 시스템으로 마이크로필터와 나노필터, 혼합장치로 구성된 장치를 이용하여 에칭액을 재생하는 재생장치 및 그 재생방법을 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치는 에칭액 재생장치에 있어서, 제1 펌프(P1)를 통하여 에칭장치로 에칭액이 공급배관(H1)을 거쳐 공급되고 사용 후 에칭액이 회수배관(H2)을 거쳐 수취되는 메인 탱크(10)와;

상기 메인 탱크(10)로부터 에칭액이 제1 피드배관(T1)을 거쳐 피드되는 농축액 저장탱크(20)와;

상기 농축액 저장탱크(20)로부터 에칭액이 제2 펌프(P2)에 의해 제2 피드배관(T2)을 거쳐 피드되고 1차로 불용성 입자성분이 제거되는 상기 마이크로필터(30)와;

상기 마이크로필터(30)를 거친 에칭액이 제3 펌프(P3)에 의해 제3 피드배관(T3)을 거쳐 피드되고, 2차로 금속이온이 걸러지는 나노막필터(40)와;

상기 나노막필터(40)와 상기 메인 탱크(10)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액이 상기 메인 탱크(10)로 순환되도록 하는 정화에칭액 순환관(50)과;

상기 나노막필터(40)와 상기 농축액 저장탱크(20)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속이온 성분이 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피드백 되게 하는 혼택액 순환관(60)과;

상기 농축액 저장탱크(20)에 구비되어, 상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출하여 폐기하는 폐수관(70);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치에 있어서, 나노막필터(40)는 서로 병렬로 구성된 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)로 구성되고, 상기 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)는 각각 분기된 제3 피드배관(T3a, T3b)을 통해 에칭액이 입력되고, 분기된 정화에칭액 순환관(50a, 50b)을 통해 정화된 에칭액이 메인 탱크(10)로 출력되고, 분기된 혼택액 순환관(60a, 60b)을 통해 걸러진 금속이온을 포함하는 혼택액이 농축액 저장탱크(20)로 출력될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치에 있어서, 마이크로필터(30)로부터 1차로 정화된 에칭액을 공급받아 나노막필터(40)로 피 드하는 제3 펌프(P3)는, 분기되기 전의 제3 피드배관(T3)에 한개 구비되거나, 아니면 분기되기 전의 제3 피드배관(T3)에는 구비되지 않고 분기된 후의 제3 피드배관(T3a, T3b)에 각각 구비되는 것 중의 하나에 해당할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치에 있어서, 마이크로필터(30)와 나노막필터(40)는 병렬로 2열 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치는, 에칭액으로 사용될 원액이 저장 되어있는 원액 저장관(80)과, 상기 원액 저장관(80)과 상기 메인 탱크(10)를 연결하는 원액 보충관(85)을 더 포함하여 구성되고, 메인 탱크(10)의 에칭액이 부족할 경우 상기 원액 저장관(80)의 원액이 원액 보충관(85)을 통해 메인 탱크(10)로 공급될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치는, 메인 탱크(10) 에칭액의 산의 농도와 금속 이온 농도를 측정하는 측정장치(90)와, 상기 측정장치(90)로부터 측정된 측정치가 입력되고 원액 보충관(85)에 구비된 원액제어밸브(81)와 상기 폐수관(70)에 구비된 폐수제어밸브(71)를 제어하는 제어부(95);를 더 포함하여 구성되고,

상기 제어부(95)는, 측정장치(90)로부터 입력된 산의 농도와 금속 이온 농도에 관한 정보를 기초로 하여 원액제어밸브(81)를 개방하여 원액 저장관(80)의 원액 이 원액 보충관(85)을 통해 메인 탱크(10)로 공급될지 여부와, 폐수제어밸브(71)를 개방하여 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출할지 여부를 결정하되,

상기 산은 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 하나이고, 상기 금속 이온은 구리 이온 또는 납 이온 중에서 선택된 하나이다.

나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 이온 또는 납 이온 중에서 선택된 하나이고, 메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 65 ~ 95중량%, 산 5 ~35중량%으로 구성되되, 상기 산은 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 하나이다.

본 발명에 따른 나노막 필터를 이용한 에칭액 재생방법은, 에칭액 재생방법에 있어서, 메인 탱크(10)로부터 펌프(P1)에 의해 에칭장치(1)로 에칭액이 공급되고 사용 후 에칭액이 메인 탱크(10)로 수취되는 단계(S110)와; 에칭액이 상기 메인 탱크(10)로부터 농축액 저장탱크(20)로 피드 되는 단계(S120)와; 농축액 저장탱크(20)로부터 마이크로필터(30)으로 에칭액이 피드되고, 상기 마이크로필터(30)에 의해 불용성 입자성분이 제거되는 단계(S130)와; 상기 마이크로필터(30)를 거친 에칭액이 펌프(P3)에 의해 나노막필터(40)로 피드되고, 상기 나노막필터(40)에 의해 금속이온이 걸러지는 단계(S140)와; 상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액은 상기 메인 탱크(10)로 피드되고, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속 이온성분은 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피그백 되는 단계(S150)와; 상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에 칭액을 폐기하는 단계(S160);를 포함하여 구성된다.

나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 이온 또는 납 이온 중에서 선택된 하나이고, 상기 메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 50 ~ 99.9중량%, 산 0.1 ~ 50중량%로 구성되되, 상기 산은 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 경우 종래 기술의 문제점이 해결되며, 마이크로필터, 나노필터를 이용하여 단시간 내에 연속적으로 폐에칭액을 처리하여 고순도로 재생된 에칭액을 재활용하는 경제적인 효과뿐만 아니라 폐수 발생량을 최소화하는 친환경적인 장점이 있는 것이다.

이하 본 발명에 의한 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도, 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도, 도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제 5실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치는, 메인 탱크(10)와 농축액 저장탱크(20)와 마이크로필터(30)와 나노막필터(40)와 정화에칭액 순환관(50)과 혼택액 순환관(60)과 폐수관(70)을 포함하여 구성된다.

메인 탱크(10) 내의 에칭액은 제1 펌프(P1)를 통하여 에칭장치로 에칭액이 공급배관(H1)을 거쳐 공급되고, 에칭장치에서 사용된 사용 후 에칭액은 회수배관(H2)을 거쳐 다시 메인 탱크(10)로 수취된다. 농축액 저장탱크(20)는 메인 탱크(10)로부터 에칭액이 제1 피드배관(T1)을 거쳐 피드된다. 즉, 농축액 저장탱크(20)는 1 피드배관(T1)을 거쳐 피드된 에칭액이 저장되는 곳이며 후술하지만 걸러진 금속이온이 점차 쌓여져 금속이온의 농도가 계속 증가하는 곳이다. 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속이온 포함액(혼탁액)은 메인 탱크(10)로 가지 않고 농축액 저장탱크(20)에 저장되기에 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도는 계속 증가한다. 이에반해, 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 증가한 만큼 메인 탱크(10)의 금속 이온 농도는 증가하지 않고 일정하게 유지된다.

마이크로필터(30)는 농축액 저장탱크(20)로부터 에칭액이 제2 펌프(P2)에 의해 제2 피드배관(T2)을 거쳐 피드되고 1차로 불용성 입자성분이 제거되는 곳이다. 즉, 제2 펌프(P2)는 농축액 저장탱크(20)로부터 에칭액을 제2 피드배관(T2)을 거쳐 마이크로필터(30)로 운송한다. 마이크로필터(30)는 필터를 통과하는 로 불용성 입 자성분을 걸러서 제거한다. 공지된 마이크로필터(30)에 관한 기술은 본 발명의 명세서에 기재된 것으로 본다. 본 발명에 사용되는 마이크로필터(30)는 여과분야에서 통상적으로 사용되는 마이크로필터를 사용한다. 통상적으로 마이크로필터는 1 ~ 100 마이크로 단위의 입자를 걸러낼 수 있는 필터를 의미한다.

나노막필터(40)는 마이크로필터(30)를 거친 에칭액이 제3 펌프(P3)에 의해 제3 피드배관(T3)을 거쳐 피드되고, 2차로 금속이온이 걸러지는 곳이다. 즉, 제3 펌프(P3)는 마이크로필터(30)를 거친 에칭액을 제3 피드배관(T3)을 거쳐 나노막필터(40)로 압송한다. 본 발명에 사용되는 나노막필터(40)는 현재 시판 중인 나노 필터를 사용할 수 있으며, 그 종류로는 Filmtec사 제조의 NF90-2540, NF90-4040, NF90-400, NF200-400, NF270-400, NF270-2540, NF270-4040, NF-400; Osmonics 사 제조의 CK2540FF, CK4040FF, CK8040F, CK8040N, Duraslick NF2540, Duraslick NF4040, Duraslick NF8040, HL2514T, HL2514TF, HL2540FF, HL2540TF, HL3218T, HL3308T, HL4014TF, HL4021TF, HL4040FF, HL4040FF-CERT, HL4040TF, HL8040F, HL8040F-400, HL8040N, DK2540F, DK4040F, DK8040F, DK2540C, DK4040C, DK8040C, DL2540F, DL4040F, DL8040F, DL2540C, DL4040C, DL8040C, Duracid NF2540C, Duracid NF4040C, Duracid NF8040C등을 들 수 있다. 나노막 필터는 약 0.001~0.01 마이크론의 기공 크기를 가지며, 원자량이 약 200이상인 물질들을 여과 제거하는데 사용될 수 있으나, 아직 일반화되어 있지는 않다. 최근, 나노 기술의 개발에 따라, 정밀 화학 분야의 분리/농축 공정과 연수화 공정에서 나노막 필터의 사용이 증가하 고 있는 추세이며, 염료, 안료 제조 공정에서 사용되는 다량의 염을 정제 공정에서 효과적으로 분리시키는 데에도 나노필터 막이 사용되고 있다. 또한, 분자량이 작은 의약품, 염료 등의 정제에도 나노막필터가 적극 사용되고 있다. 본 발명의 나노막필터는 60℃에서 견딜 수 있는 재질로서, 폴리에테르설폰(PES), 폴리설폰등의 내산성이 높은 재질을 이용할 수 있으며, 일측에 형성된 펌프에 의해 마이크로필터에서 공급된 폐에칭액 공급압력을 고압(약 10~30kgf/㎠)으로 공급할 수 있다.

정화에칭액 순환관(50)은 나노막필터(40)와 메인 탱크(10)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액이 상기 메인 탱크(10)로 순환되도록 한다. 혼택액 순환관(60)은 나노막필터(40)와 상기 농축액 저장탱크(20)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속이온 성분이 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피드백 되게 한다. 폐수관(70)은 농축액 저장탱크(20)에 구비되어, 상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출하여 폐기한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치에 있어서, 나노막필터(40)는 서로 병렬로 구성된 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)로 구성되고, 상기 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)는 각각 분기된 제3 피드배관(T3a, T3b)을 통해 에 칭액이 입력되고, 분기된 정화에칭액 순환관(50a, 50b)을 통해 정화된 에칭액이 메인 탱크(10)로 출력되고, 분기된 혼택액 순환관(60a, 60b)을 통해 걸러진 금속이온을 포함하는 혼택액이 농축액 저장탱크(20)로 출력된다.

마이크로필터(30)로부터 1차로 정화된 에칭액을 공급받아 나노막필터(40)로 피드하는 제3 펌프(P3)는, 분기되기 전의 제3 피드배관(T3)에 한개 구비되거나, 아니면 분기되기 전의 제3 피드배관(T3)에는 구비되지 않고 분기된 후의 제3 피드배관(T3a, T3b)에 각각 구비되는 것 중의 하나에 해당할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치에 있어서, 마이크로필터(30)와 나노막필터(40)는 병렬로 2열 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 농축액 저장탱크(20)로부터 나온 에칭액은 펌프에 의해 분기된 제2 피드배관(T2a, T2b)로 공급되고 제1, 제2 마이크로필터(30a, 30b)를 거친 다음 각각 펌프(P3)를 거쳐 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)로 진입한다. 그리고 각각 분기된 정화에칭액 순환관(50a, 50b)과 분기된 혼택액 순환관(60a, 60b)을 통해 걸러진 금속이온을 포함하는 혼택액이 농축액 저장탱크(20)로 출력된다.

도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도이다. 도 5는 본 발명의 제 5실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도이다. 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4, 5 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치는 에칭액으로 사용될 원액이 저장 되어있는 원액 저장관(80)과, 상기 원액 저장관(80)과 상기 메인 탱크(10)를 연결하는 원액 보충관(85)을 더 포함하여 구성된다. 메인 탱크(10)의 에칭액이 부족할 경우 상기 원액 저장관(80)의 원액이 원액 보충관(85)을 통해 메인 탱크(10)로 공급된다. 또한, 메인 탱크(10) 에칭액의 황산 농도와 구리 농도를 측정하는 측정장치(90)와, 상기 측정장치(90)로부터 측정된 측정치가 입력되고 원액 보충관(85)에 구비된 원액제어밸브(81)와 상기 폐수관(70)에 구비된 폐수제어밸브(71)를 제어하는 제어부(95);를 더 포함하여 구성된다. 제어부(95)는, 측정장치(90)로부터 입력된 황산 농도와 구리 농도에 관한 정보를 기초로 하여 원액제어밸브(81)를 개방하여 원액 저장관(80)의 원액이 원액 보충관(85)을 통해 메인 탱크(10)로 공급될지 여부와, 폐수제어밸브(71)를 개방하여 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출할지 여부를 결정한다.

메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 50 ~ 99.9중량%, 황산(또는 염산이나 질산) 0.1 ~ 50 중량% 일 수 있다. 바람직하게, 나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 이온 또는 납 이온이고, 메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 65 ~ 95중량%, 황산(또는 염산이나 질산) 5 ~35중량% 이다. 산의 농도가 낮으면 에칭이 효과적으 로 이루어지지 않으며 농도가 진한 경우 에칭이 과다하게 이루어지거나 적정량으로 넘어선 사용으로 부작용이 발생할 수 있으며 재처리 비용이 증가한다. 더욱 바람직하게 나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 또는 납 이온이고, 메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 80 중량%, 황산(또는 염산이나 질산) 20중량% 이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 방법 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 방법은, 메인 탱크(10)로부터 펌프(P1)에 의해 에칭장치(1)로 에칭액이 공급되고 사용 후 에칭액이 메인 탱크(10)로 수취되는 단계(S110)와; 에칭액이 상기 메인 탱크(10)로부터 농축액 저장탱크(20)로 피드 되는 단계(S120)와; 농축액 저장탱크(20)로부터 마이크로필터(30)으로 에칭액이 피드되고, 상기 마이크로필터(30)에 의해 불용성 입자성분이 제거되는 단계(S130)와; 상기 마이크로필터(30)를 거친 에칭액이 펌프(P3)에 의해 나노막필터(40)로 피드되고, 상기 나노막필터(40)에 의해 금속이온이 걸러지는 단계(S140)와; 상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액은 상기 메인 탱크(10)로 피드되고, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속 이온성분은 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피그백 되는 단계(S150)와; 상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 폐기하는 단계(S160);를 포함하여 구성된다. 나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 또는 납 이온이고, 메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 50 ~ 99.9 중량%, 황산 0.01 ~ 50 중량% 인 것이 바람직하다. 산의 농 도가 낮으면 에칭이 효과적으로 이루어지지 않으며 농도가 진한 경우 에칭이 과다하게 이루어지거나 적정량으로 넘어선 사용으로 부작용이 발생할 수 있으며 재처리 비용이 증가한다.

메인 탱크(10) 내의 에칭액은 제1 펌프(P1)를 통하여 에칭장치로 에칭액이 공급배관(H1)을 거쳐 공급되고, 에칭장치에서 사용된 에칭액은 회수배관(H2)을 거쳐 다시 메인 탱크(10)로 수취된다. 농축액 저장탱크(20)는 메인 탱크(10)로부터 에칭액이 제1 피드배관(T1)을 거쳐 피드된다. 즉, 농축액 저장탱크(20)는 1 피드배관(T1)을 거쳐 피드된 에칭액이 저장되는 곳이며 걸러진 금속이온이 점차 쌓여져 금속이온의 농도가 계속 증가하는 곳이다. 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속이온 포함액(혼탁액)은 메인 탱크(10)로 가지 않고 농축액 저장탱크(20)에 저장되기에 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도는 계속 증가한다. 이에반해, 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 증가한 만큼 메인 탱크(10)의 금속 이온 농도는 증가하지 않고 일정하게 유지된다. 따라서, 금속이온 성분만을 계속 걸러내어 농축액 저장탱크(20)로 순환시킴으로써 같은 에칭액으로 계속 사용하면서도 메인 탱크(10) 내의 금속 이온 농도를 초기 상태로 유지할 수 있는 것이다. 반면메 에칭에 의해 계속 증가하는 금속 이온 등은 계속 농축액 저장탱크(20)에 쌓이게 되고 일정시점이 되면 작업자가 이를 폐기한다. 폐기후 원액이 메인 탱크(10)로 보충된다.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발 명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도.

도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도.

도 5는 본 발명의 제 5실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 구성도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 방법 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 에칭장치 P1 : 제1 펌프

H1 : 공급배관 H2 : 회수배관

10 : 메인 탱크 T1 : 제1 피드배관

20 : 농축액 저장탱크 P2 : 제2 펌프

T2 : 제2 피드배관 30 : 마이크로필터

P3 : 제3 펌프

T3, T3a, T3b : 제3 피드배관

40 : 나노막필터 40a : 제1 나노막필터

40b : 제2 나노막필터 50 : 정화에칭액 순환관

50a, 50b : 분기된 정화에칭액 순환관

60 : 혼택액 순환관 60a, 60b : 분기된 혼택액 순환관

70 : 폐수관 71 : 폐수제어밸브

80 : 원액 저장관 81 : 원액제어밸브

85 : 원액 보충관 90 : 측정장치

95 : 제어부

Claims

에칭액 재생장치에 있어서,

제1 펌프(P1)를 통하여 에칭장치로 에칭액이 공급배관(H1)을 거쳐 공급되고 사용 후 에칭액이 회수배관(H2)을 거쳐 수취되는 메인 탱크(10)와;

상기 메인 탱크(10)로부터 에칭액이 제1 피드배관(T1)을 거쳐 피드되는 농축액 저장탱크(20)와;

상기 농축액 저장탱크(20)로부터 에칭액이 제2 펌프(P2)에 의해 제2 피드배관(T2)을 거쳐 피드되고 1차로 불용성 입자성분이 제거되는 상기 마이크로필터(30)와;

상기 마이크로필터(30)를 거친 에칭액이 제3 펌프(P3)에 의해 제3 피드배관(T3)을 거쳐 피드되고, 2차로 금속이온이 걸러지는 나노막필터(40)와;

상기 나노막필터(40)와 상기 메인 탱크(10)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액이 상기 메인 탱크(10)로 순환되도록 하는 정화에칭액 순환관(50)과;

상기 나노막필터(40)와 상기 농축액 저장탱크(20)를 연결하여, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속이온 성분이 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피드백 되게 하는 혼택액 순환관(60)과;

상기 농축액 저장탱크(20)에 구비되어, 상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출하여 폐기하는 폐수관(70);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
제1항에 있어서,

상기 나노막필터(40)는 서로 병렬로 구성된 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)로 구성되고,

상기 제1 나노막필터(40a)와 제2 나노막필터(40b)는 각각 분기된 제3 피드배관(T3a, T3b)을 통해 에칭액이 입력되고,

분기된 정화에칭액 순환관(50a, 50b)을 통해 정화된 에칭액이 메인 탱크(10)로 출력되고,

분기된 혼택액 순환관(60a, 60b)을 통해 걸러진 금속이온을 포함하는 혼택액이 농축액 저장탱크(20)로 출력되는 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
제2항에 있어서,

마이크로필터(30)로부터 1차로 정화된 에칭액을 공급받아 나노막필터(40)로 피드하는 제3 펌프(P3)는, 분기되기 전의 제3 피드배관(T3)에 한개 구비되거나, 아니면 분기되기 전의 제3 피드배관(T3)에는 구비되지 않고 분기된 후의 제3 피드배관(T3a, T3b)에 각각 구비되는 것 중의 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
제1항에 있어서,

상기 마이크로필터(30)와 상기 나노막필터(40)는 병렬로 2열 구비되는 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

에칭액으로 사용될 원액이 저장 되어있는 원액 저장관(80)과,

상기 원액 저장관(80)과 상기 메인 탱크(10)를 연결하는 원액 보충관(85)을 더 포함하여 구성되고,

메인 탱크(10)의 에칭액이 부족할 경우 상기 원액 저장관(80)의 원액이 원액 보충관(85)을 통해 메인 탱크(10)로 공급되는 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
제5항에 있어서,

메인 탱크(10) 에칭액의 산의 농도와 금속 이온 농도를 측정하는 측정장치(90)와,

상기 측정장치(90)로부터 측정된 측정치가 입력되고 원액 보충관(85)에 구비된 원액제어밸브(81)와 상기 폐수관(70)에 구비된 폐수제어밸브(71)를 제어하는 제어부(95);를 더 포함하여 구성되고,

상기 제어부(95)는, 측정장치(90)로부터 입력된 산의 농도와 금속 이온 농도 에 관한 정보를 기초로 하여 원액제어밸브(81)를 개방하여 원액 저장관(80)의 원액이 원액 보충관(85)을 통해 메인 탱크(10)로 공급될지 여부와, 폐수제어밸브(71)를 개방하여 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 배출할지 여부를 결정하되,

상기 산은 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 하나이고,

상기 금속 이온은 구리 이온 또는 납 이온 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 이온 또는 납 이온 중에서 선택된 하나이고,

메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 65 ~ 95 중량%, 산 5 ~ 35 중량%으로 구성되되,

상기 산은 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치.
에칭액 재생방법에 있어서,

메인 탱크(10)로부터 펌프(P1)에 의해 에칭장치(1)로 에칭액이 공급되고 사용 후 에칭액이 메인 탱크(10)로 수취되는 단계(S110)와;

에칭액이 상기 메인 탱크(10)로부터 농축액 저장탱크(20)로 피드 되는 단계(S120)와;

농축액 저장탱크(20)로부터 마이크로필터(30)으로 에칭액이 피드되고, 상기 마이크로필터(30)에 의해 불용성 입자성분이 제거되는 단계(S130)와;

상기 마이크로필터(30)를 거친 에칭액이 펌프(P3)에 의해 나노막필터(40)로 피드되고, 상기 나노막필터(40)에 의해 금속이온이 걸러지는 단계(S140)와;

상기 나노막필터(40)를 통과하여 정화된 에칭액은 상기 메인 탱크(10)로 피드되고, 상기 나노막필터(40)에 의해 걸러진 금속 이온성분은 다시 상기 농축액 저장탱크(20)로 피그백 되는 단계(S150)와;

상기 농축액 저장탱크(20)의 금속 농도가 일정 이상일 때 농축액 저장탱크(20)의 농축된 에칭액을 폐기하는 단계(S160);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노막 필터를 이용한 에칭액 재생방법.
제8항에 있어서,

상기 나노막필터(40)에 의해 걸러지는 금속이온은 구리 이온 또는 납 이온 중에서 선택된 하나이고,

상기 메인 탱크(10) 내 에칭액은 순수 50 ~ 99.9중량%, 산 0.1 ~ 50중량%로 구성되되,

상기 산은 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 방법.