KR20100128060A - 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법 - Google Patents

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Abstract

회로 기판으로부터 금속을 용이하게 회수할 수 있도록, 본 발명은 (a)요오드를 요오드화 칼륨과 혼합하여 혼합 용액을 형성하는 단계, (b)상기 혼합 용액에 회로 기판을 넣어 회로 기판 표면의 금을 박리하는 단계, (c)상기 (b)단계를 거친 상기 혼합 용액에 알칼리 용액을 첨가하여 상기 박리된 금을 추출하는 단계 및 (d)상기 (c)단계를 거친 상기 혼합 용액을 가열하여 요오드를 추출하는 단계를 포함하는 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법을 제공한다.

Description

회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법{Method for recovering metals from curcuit board}
본 발명은 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 금 또는 니켈을 회로 기판으로부터 회수하는 방법에 관한 것이다.
각종 전자 제품은 다수의 부품을 필요로 한다. 소형의 전자 부품은 통상적으로 회로 기판에 장착된다. 회로 기판은 절연체를 포함하는 기판상에 도전막을 형성하고, 도전막에 회로 패턴을 형성하여 제조된다 회로 기판은 내층 회로가 형성된 베이스 기판, 층간 절연층, 외층 회로층, 레지스트층등을 포함한다.
회로 기판은 반도체등과의 연결을 위하여 노출된 도전막을 포함한다. 도전막은 구리 등을 포함할 수 있으나 그러한 경우 구리가 부식되거나 산화되기 쉬워서 구리 위에 금을 박막으로 도금하게 된다.
이러한 회로 기판이 사용되는 전자 제품이 소모되는 경우 경제적 측면 또는 환경 문제를 고려하여 회로 기판을 회수하여 재처리하여 폐기하거나 재활용하게 된다. 특히 회로 기판에 형성된 도전막으로부터 금 또는 니켈과 같은 금속을 추출하여 재활용하는 경우가 많다.
그러나 금과 같은 금속을 회로 기판으로부터 안전하고 용이하게 회수하는데 한계가 있고, 환경적 측면에서 오염을 발생할 우려가 있다.
본 발명은 회로 기판으로부터 금속을 용이하게 회수할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 (a)요오드를 요오드화 칼륨과 혼합하여 혼합 용액을 형성하는 단계, (b)상기 혼합 용액에 회로 기판을 넣어 회로 기판 표면의 금을 박리하는 단계, (c)상기 (b)단계를 거친 후에 상기 혼합 용액에 알칼리 용액을 첨가하여 상기 박리된 금을 추출하는 단계 및 (d)상기 (c)단계를 거친 상기 혼합 용액을 가열하여 요오드를 추출하는 단계를 포함하는 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법을 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 (d)단계는 상기 (c)단계를 거친 상기 혼합 용액을 가열하여 요오드 기체를 발생시키고, 요오드화 칼륨 용액을 이용하여 상기 요오드 기체를 포집하는 공정을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 (d)단계에서 상기 요오드 기체를 포집하는 요오드화 칼륨 용액은 포집 탱크에 넣어지고, 상기 포집 탱크는 복수의 포집층을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 회로 기판은 니켈을 포함하고, 상기 (b)단계는 상기 회로 기판으로부터 니켈을 박리하는 단계를 포함하고, 상기 (b)단계를 거친 후 상기 (c)단계를 진행하기 전에 필터를 이용하여 상기 박리된 니켈을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 (d)단계에서 추출한 요오드를 다시 상기(a)단계에 사용하여 순환적으로 작업이 가능한 회로 기판으로부터 금속을 회수할 수 있다.
본 발명에 관한 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법은 회로 기판으로부터 용이하게 금속을 회수할 수 있고, 특히 회로 기판의 타 부재에 영향을 주지 않고 금속을 회수할 수 있다. 또한 환경 오염을 유발하지 않으면서 안전한 방법으로 금속을 회로 기판으로부터 회수할 수 있다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 회로 기판을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 이용하는 장치의 구성을 도시한 개략적인 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 1을 참조하면 회로 기판(100)은 베이스(101), 도전층(110) 및 제1 금속층(130)을 포함한다. 도전층(110) 및 제1 금속층(130)은 기판(201)상에 형성되어 있다.
베이스(101)는 절연성 물질로 형성한다. 베이스(101)는 수지와 같은 유연성이 있는 소재를 포함할 수 있다.
도전층(110)은 구리를 포함할 수 있다. 도전층(110)상에 제1 금속층(130)이 형성되어 있다. 제1 금속층(130)은 금(Au)을 포함한다. 본 실시예에서는 회로 기판(100)으로부터 금(Au)을 회수한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 회로 기판(100)으로부터 제1 금속층(130)의 금을 회수하기 위하여 혼합 용액을 형성한다. 혼합 용액은 요오드(I)와 요오드화 칼륨(KI)을 혼합하여 형성한다(31). 이러한 혼합 용액은 도 2에 도시한 대로 혼합 용액조(10)에 담을 수 있다.
그리고 나서 혼합 용액이 담긴 혼합 용액조(10)에 회로 기판(100)을 넣는다(32). 요오드 및 요오드칼륨의 혼합 용액에 회로 기판(100)을 넣게 되면 회로 기판(100)의 금을 포함하는 제1 금속층(130)이 요오드 성분과 반응하여 회로 기판(100)으로부터 박리된다. 예를 들어 제1 금속층(130)의 금 성분은 혼합 용액의 요오드이온과 반응하여 AuI상태로 존재하거나 AuI3 -와 같은 이온 상태로 존재하게 된다.
이와 같은 방법으로 회로 기판(100)으로부터 금을 포함하는 제1 금속층(130)을 용이하게 박리할 수 있다. 금을 박리한 회로 기판(100)은 재활용 또는 폐기를 위하여 혼합 용액조(10)로부터 꺼낸다(33). 꺼낸 회로 기판(100)은 세정부(14)에서 세정하는 단계를 거친다(34). 이 때 세정부(14)는 물을 이용한 수세 방법으로 금이 박리된 회로 기판(100)의 표면을 세정할 수 있다. 또한 필요에 따라 여러 가지 후속 처리를 선택적으로 행할 수 있다.
혼합 용액조(10)에서 회로 기판(100)을 꺼낸 뒤 혼합 용액조(10)에 담긴 혼합 용액은 순차적인 공정을 거쳐서 금을 회수할 수 있고 또한 혼합 용액의 원료인 요오드를 회수할 수 있다.
먼저 회로 기판(100)을 꺼낸 뒤 혼합 용액조(10)에 담긴 혼합 용액에 알칼리 용액을 첨가한다(35). 도 2에 도시한 것과 같이 혼합 용액조(10)의 용액을 알칼리 용액조(11)로 이동할 수 있다. 알칼리 용액조(11)에는 KOH, NaOH와 같이 강알칼리 물질을 포함할 수 있다. 또한 강알칼리인 MeOH(메틸알코올), EtOH(에틸알코올)을 상요할 수 있는데 본 발명은 알칼리 용액조(11)에 사용되는 알칼리 물질에 제한이 없다. 바람직하게는 알칼리 용액조(11)에 담긴 용액의 pH값이 12이상이 되도록 한다.
전술한대로 회로 기판(100)의 금을 포함하는 제1 금속층(130)이 박리되어 혼합 용액에는 금이 AuI 또는 AuI3 - 와 같은 상태로 존재하게 된다. 그리고 AuI 또는 AuI3 - 는 알칼리 용액조(11)에서 알칼리 용액과 반응하여 되고 Au가 금속으로 석출된다.
이 때 제1 필터(12)를 이용하여 알칼리 용액조(11)에서 석출된 금(Au)을 회수한다(36). 종래에는 KCN과 같은 시안화물을 이용하여 금을 회로기판으로부터 석출하였다. 시안화합물은 유기물과 반응하므로 회로기판의 유기물을 식각하는 문제가 발생하였다. 또한 시안화물은 그 자체로 유독성 물질로 인체에 위험하고 환경적 측면에서도 오염을 발생하였다. 나아가 회로기판으로부터 금을 박리한 뒤에 금을 회수하기 위하여 복잡한 공정이 요구되었다.
그러나 본 발명은 요오드 및 요오드화 칼륨을 이용하여 제1 금속층(130)의 금을 회로기판(100)으로부터 용이하게 박리한다. 그리고 알칼리 용액을 첨가하고 제1 필터(12)를 이용하여 금을 용이하게 회수할 수 있다.
그리고 나서 알칼리 용액조(11)에 담긴 용액을 가열한다(37). 즉 알칼리 용액조(11)에서 금을 회수하고 난 폐액을 가열한다. 가열후 요오드 성분을 추출한다(38). 금을 회수하고 난 알칼리 용액조(11)에는 이전 공정에서 사용한 용액으로 인하여 다양한 이온들이 포함되고 특히 요오드(I) 및 요오드화 칼륨(KI)도 이온 상태로 존재하고 있다. 알칼리 용액조(11)에 있는 이러한 폐액으로부터 요오드(I)를 회수하면 요오드(I)를 다시 혼합 용액조(10)에 사용할 수 있어 공정 효율성이 향상된다.
도 2 및 도 2a를 참조하면 알칼리 용액조(11)에서 금을 회수하고 난 폐액을 가열부(13)를 이용하여 가열한다. 가열부(13)는 열원(13a)을 구비하여 금을 회수하고 난 폐액을 가열할 수 있다. 가열 공정을 수행하면 도 2a에 도시한 것과 같이 폐액에서 요오드 기체가 증발한다.
요오드 기체는 관을 통하여 포집 탱크(14)로 이동한다. 도 2a에는 포집 탱크(14)와 저장 탱크(14a)를 포함한 포집부가 도시되어 있으나 포집 탱크만으로 포집부를 구성할 수 있다.
포집 탱크(14)에는 요오드화 칼륨(KI)용액이 담겨져 있다. 포집 탱크(14)로 이동한 요오드 기체는 요오드화 칼륨 용액에 용이하게 포집된다. 포지 탱크(14)에는 복수의 포집층(14b)이 형성되어 있다. 요오드 기체가 요오드화 칼륨 용액에 용이하게 포집되도록 복수의 포집층(14b)이 형성되는데 포집층(14b)는 메쉬형태로 형성된다. 요오드화 칼륨 용액에 포집된 요오드의 양을 검출하도록 농도 측정기(14c)를 포함한다.
포집 탱크(14)에 있는 요오드 기체 및 요오드화 칼륨 용액은 저장 탱크(14a)로 옮겨져 저장된다. 저장 탱크(14a)에 저장된 용액은 도 2에 도시한 혼합 용액조(10)에 넣어 재활용할 수 있다.
종래에는 회로 기판으로부터 금을 회수하기가 용이하지 않았을 뿐 아니라 회수하는데 사용된 용액을 재활용할 수 없어 공정비용이 상승되고 환경오염을 유발하는 문제가 있었다. 그러나 본 발명은 회로 기판(100)으로부터 금을 박리하는데 사용된 혼합 용액의 요오드 성분을 다시 회수할 수 있어 공정 비용을 감소하고 환경적 측면에서 안전성을 확보할 수 있다.
도 4는 다른 회로 기판을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 이용하는 장치의 구성을 도시한 개략적인 도면이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
본 실시예는 회로 기판(200)이 제1 금속층(230)및 제2 금속층(220)을 포함하는 점에서 전술한 실시예와 차이점이 있다. 설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면 회로 기판(200)은 베이스(201), 도전층(210) 및 제1 금속층(230) 및 제2 금속층(220)을 포함한다. 도전층(210), 제1 금속층(230) 및 제2 금속층(220)은 베이스(201)상에 형성되어 있다.
베이스(201)는 절연성 물질로 형성한다. 베이스(201)는 수지와 같은 유연성이 있는 소재를 포함할 수 있다. 도전층(210)은 구리를 포함할 수 있다.
도전층(210)상에 제2 금속층(220)이 형성되어 있다. 제2 금속층(220)은 니켈을 포함한다. 제2 금속층(220)상에 제1 금속층(230)이 형성된다. 제1 금속층(130)은 금(Au)을 포함한다.
본 실시예에서는 회로 기판(200)으로부터 니켈(Ni) 및 금(Au)을 회수한다.
도 5 및 도 6을 참조하면 회로 기판(200)으로부터 제1 금속층(230)의 금을 회수하고 제2 금속층(220)으로부터 니켈을 회수하기 위하여 혼합 용액을 형성한다. 혼합 용액은 요오드(I)와 요오드화 칼륨(KI)을 혼합하여 형성한다(41). 이러한 혼합 용액은 도 5에 도시한 대로 혼합 용액조(20)에 담을 수 있다.
그리고 나서 혼합 용액이 담긴 혼합 용액조(20)에 회로 기판(200)을 넣는다(42). 요오드 및 요오드칼륨의 혼합 용액에 회로 기판(200)을 넣게 되면 회로 기판(200)의 금을 포함하는 제1 금속층(230)이 요오드 성분과 반응하여 회로 기판(200)으로부터 박리된다. 예를 들어 제1 금속층(230)의 금 성분은 혼합 용액의 요오드이온과 반응하여 AuI상태로 존재하거나 AuI3 -와 같은 이온 상태로 존재하게 된다.
또한 니켈을 포함하는 제2 금속층(220)도 요오드 성분과 반응하여 회로 기판으로부터 박리된다. 이 때 니켈은 녹지 않는 NiI상태로 존재하게 된다. 이러한 상태의 니켈은 필터를 이용하여 회수할 수 있다.
이와 같은 방법으로 회로 기판(200)으로부터 금을 포함하는 제1 금속층(230)을 용이하게 박리할 수 있다. 또한 니켈을 포함하는 제2 금속층(220)도 회로 기판(200)으로부터 용이하게 박리한다. 금 및 니켈을 박리한 회로 기판(200)은 재활용 또는 폐기를 위하여 혼합 용액조(20)로부터 꺼낸다(43). 꺼낸 회로 기판(200)은 세정부(26)에서 세정하는 단계를 거친다(44).
혼합 용액조(20)에서 회로 기판(200)을 꺼낸 뒤 혼합 용액조(20)에 담긴 혼합 용액은 순차적인 공정을 거쳐서 금 및 니켈을 회수할 수 있고 또한 혼합 용액의 원료인 요오드를 회수할 수 있다.
먼저 회로 기판(200)을 꺼낸 뒤 제1 필터(21)를 이용하여 혼합 용액조(20)에 서 니켈을 회수한다. 전술한대로 니켈은 이온상태가 아닌 녹지 않는 상태로 석출되므로 제1 필터(21)를 이용하여 용이하게 회수된다.
그리고 나서 혼합 용액조(20)에 담긴 혼합 용액에 알칼리 용액을 첨가한다(46). 도 5에 도시한 것과 같이 혼합 용액조(20)의 용액을 알칼리 용액조(22)로 이동할 수 있다. 알칼리 용액조(22)에는 KOH, NaOH와 같이 강알칼리 물질을 포함할 수 있다. 또한 강알칼리인 MeOH(메틸알코올), EtOH(에틸알코올)을 상요할 수 있는데 본 발명은 알칼리 용액조(22)에 사용되는 알칼리 물질에 제한이 없다. 바람직하게는 알칼리 용액조(22)에 담긴 용액의 pH값이 12이상이 되도록 한다.
회로 기판(200)의 금을 포함하는 제1 금속층(230)이 박리되어 혼합 용액에는 금이 AuI 또는 AuI3 - 와 같은 상태로 존재하게 된다. 그리고 AuI 또는 AuI3 - 는 알칼리 용액조(22)에서 알칼리 용액과 반응하여 되고 Au가 금속으로 석출된다.
이 때 제2 필터(23)를 이용하여 알칼리 용액조(22)에서 석출된 금(Au)을 회수한다(47).
그리고 나서 알칼리 용액조(22)에 담긴 용액을 가열한다(48). 즉 알칼리 용액조(22)에서 금을 회수하고 난 폐액을 가열한다. 가열후 요오드 성분을 추출한다(49). 금을 회수하고 난 알칼리 용액조(22)에는 이전 공정에서 사용한 용액으로 인하여 다양한 이온들이 포함되고 특히 요오드(I) 및 요오드화 칼륨(KI)도 이온 상태로 존재하고 있다. 알칼리 용액조(22)에 있는 이러한 폐액으로부터 요오드(I)를 회수하면 요오드(I)를 다시 혼합 용액조(20)에 사용할 수 있어 공정 효율성이 향상된다.
가열부(24) 및 포집부(25)에 대한 구체적인 내용은 도 2a에 도시한 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
종래에는 회로 기판으로부터 금 또는 니켈을 회수하기가 용이하지 않았을 뿐 아니라 회수하는데 사용된 용액을 재활용할 수 없어 공정비용이 상승되고 환경오염을 유발하는 문제가 있었다. 그러나 본 발명은 회로 기판(200)으로부터 금 또는 니켈을 용이하게 박리하고, 박리하는데 사용된 혼합 용액의 요오드 성분을 다시 회수할 수 있어 공정 비용을 감소하고 환경적 측면에서 안전성을 확보할 수 있다.
도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 회로 기판을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 이용하는 장치의 구성을 도시한 개략적인 도면이다.
도 2a는 도 2의 가열부와 포집부를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 4는 다른 회로 기판을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 이용하는 장치의 구성을 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 회로 기판의 금속을 회수하는 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10, 20: 혼합 용액조 11, 22: 알칼리 용액조
13, 24: 할로겐 용액조 14, 26: 세정부
100, 200: 회로 기판 101, 201: 베이스
110, 210: 도전층 130, 230: 제1 금속층
220: 제2 금속층

Claims (5)

  1. (a)요오드를 요오드화 칼륨과 혼합하여 혼합 용액을 형성하는 단계;
    (b)상기 혼합 용액에 회로 기판을 넣어 회로 기판 표면의 금을 박리하는 단계;
    (c)상기 (b)단계를 거친 후에 상기 혼합 용액에 알칼리 용액을 첨가하여 상기 박리된 금을 추출하는 단계; 및
    (d)상기 (c)단계를 거친 상기 혼합 용액을 가열하여 요오드를 추출하는 단계를 포함하는 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 (d)단계는 상기 (c)단계를 거친 상기 혼합 용액을 가열하여 요오드 기체를 발생시키고, 요오드화 칼륨 용액을 이용하여 상기 요오드 기체를 포집하는 공정을 포함하는 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 상기 요오드 기체를 포집하는 요오드화 칼륨 용액은 포집 탱크에 넣어지고, 상기 포집 탱크는 복수의 포집층을 구비하는 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 니켈을 포함하고,
    상기 (b)단계는 상기 회로 기판으로부터 니켈을 박리하는 단계를 포함하고, 상기 (b)단계를 거친 후 상기 (c)단계를 진행하기 전에 필터를 이용하여 상기 박리된 니켈을 추출하는 단계를 더 포함하는 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 추출한 요오드를 다시 상기(a)단계에 사용하여 순환적으로 작업이 가능한 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법.
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KR20090046500A KR20100128060A (ko) 2009-05-27 2009-05-27 회로 기판으로부터 금속을 회수하는 방법

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101363817B1 (ko) * 2011-11-29 2014-02-17 유관석 폐회로기판 또는 금가공 폐기물 등으로부터 금을 추출하는 방법 및 그 장치
CN110552007A (zh) * 2019-10-22 2019-12-10 贵州大学 高效环保的退镀并提取金元素的方法

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