KR940006939Y1

KR940006939Y1 - 반도체제품용 도금폐수처리장치

Info

Publication number: KR940006939Y1
Application number: KR2019940011357U
Authority: KR
Inventors: 지은상
Original assignee: 지은상
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1994-05-21
Publication date: 1994-10-07

Abstract

내용 없음.

Description

반도체제품용 도금폐수처리장치

제1도는 반도체제품의 도금공정에서 발생되는 폐수를 종래의 화학적 처리방법으로 처리하고 있는 계통도.

제2도는 본 고안의 실시예에 관한 도금폐수처리장치를 도시해 놓은 계통도.

제3도는 제2도에 도시된 도금폐수처리장치를 상세히 도시해 놓은 도면.

제4도 및 제5도는 제2도에 도시된 중금속회수장치를 통과하기 전 후의 구리함유상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 중금속회수장치 5 : 막분리처리장치

6 : 소형연속식 화학적처리장치 7 : 최종저장조

8 : 재회수장치 9 : 회분식처리장치

10,21,31 : 집수조 11 : PH조정조

12 : 마이크로필터 12,41 : 활성탄여과기

14 : 착이온교환수지탑 15 : 재생폐수저장조

16 : 전해조 17 : 회분식조

22 : PH조절용 반응조 23,34 : 농축조

24 : 막도듈 18,25,35 : 탈수기

32 : 반응조 33 : 응집조

34 : 침전조 40 : 전처리여과기

42,45 : 열교환기 43 : 저압용역삼투압장치

46 : 고압용역삼투압장치 47 : 혼상식이용교환수지

48 : 샌드여과기

본 고안은 반도체의 제조과정중 수세수(Rinse Water)의 구리함유폐수를 중금속회수장치가, 주석/납함유폐수를 막분리처리장치가, 비금속폐수등을 소형연속식화화적처리장치가 각기 처리함으로 중금속인 구리회수와 슬레지케이크를 적법절차에 의해 위탁처리하고 재회수장치를 통해 처리한 후의 물을 재순환시켜 에칭, 화학연마 및 도금공정의 수세수로서 각기 사용할 수 있어 경제적으로 환경오염을 최소화시킬 수 있는 반도체제품용도금폐수처리장치에 관한 것이다.

현재, 산업이 발전됨에 따라 전자 및 반도체기술이 급진적으로 발달 및 공장자동화로서 대량생산으로 제조되고 있는 실정이다.

전자제품이 기능다양화와 소형화로 요구됨에 따라 내장되는 상기 반도체도 다각적으로 개발되어 이용되고있는 바, 상기 완성품의 반도체는 그 제조과장이 복잡하여 많은 제조공정을 거쳐야 완성품으로 사용할 수 있도록 만들어 진다.

즉 상기 반도체들은 그 조립과정이 크게 웨이퍼와 금선 및 리드프레임과 같은 공정으로 이루어져 있는 바, 이는 에컨대 트랜지스터와 집적회로, M0S 및 VLSI등과 같은 반도체제품이 최종적으로 전기적 특성 및 부식등을 방지시키기 위해 다량의 수세수로서 일정한 표면처리(Metal Finishing)를 실시하고 있다,

이와 같이 반도체제품을 표면처리할 때에는 약 100톤 원수저장조(100평정도 소요)의 수세수가 필요하게 되고, 또한 상기 수세수의 수질도 수도물이 아니라 탈이온수인 순수(Deionized Water)를 사용하고 이를 제1도에 도시된 바와 같이 폐수처리한 다음 약 1500톤/일 정도를 그대로 방류하게 된다. 그러나, 표면처리공정에서 사용되어진 다음의 수세수에는 중금속인 CU와 Pb이 포함된 뿐만 아니라 COD(화화적산소요구량)와 BOD(생물학적산소요구량) 및 PH(폐하)등의 여러 오염물질이 포함되어 있음으로, 이것이 환경기준치에 초과하여서 그대로 방류시킬 수 없도록 되어 있다.

그러므로, 종래의 도금폐수처리장치에서는 대량생산의 반도체제품을 제조함에 있어 최종공정이기도 한 도금공정에서 발생되는 폐수를 제1도에 도시된 바와 같이 화화적 처리방법으로 처리하고 있다.

먼저, 반도체의 제조공정중 표면처리공정은 화학연마공정, 에칭공정, 도금공정 및 수세공정으로서, 이때 발생되는 폐수는 각기 공정에서 구리함유폐수, 주석/납함유폐수 및 비금속성폐수(유기성폐수)가 발생되는 데, 이를 하나의 집수조(50)에서 모아두었다가 펌핑하여 반응조(51)로 이송시키게 되고, 이 반응조(51)에 이송된 폐수는 소석회인 Ca(OH)₂에 의해 반응시킨 다음 NaOH로 PH조정조(52)에서 PH를 조정시켜 중화시키게 됨으로, 노천에서의 설치면적이 크게 요구(약 250평 정도)될 뿐만 아니라 중화에 필요한 다량의 화공약품도 소비된다.

이렇게 중화된 폐수는 펌핑하여 응집조(53)로 이송되어 고분자응집제에 의해 응집(flocculation)된 다음 침전조(54)로 펌핑되어 이송되는 바, 이 침전조(54)에서는 침전된 물을 농축조(55)를 통해 농축액으로 탈수기(56)에서 탈수시킨 슬러지와 탈수된 물로서 분리처리되어 다시 집수조(50)로 보내게 된다.

상기 탈수기(56)로 부터 탈수된 물은 집수조(50)로 공급된 다음 전술한 바와 같이 노천에서 설치된 폐수처리장동작을 반복하게 되고, 이때 상기 탈수기(56)를 통한 슬러지는 위탁처리하게 된다.

또, 상기 침전조(54)에서의 상등수는 중화조(58)를 통해 펌핑되어 무연탄(Anthracite) 여과장치(57)로 공급되고, 이 무연탄여과장치(59)를 통한 상등수는 활성탄여과장치(60)를 통해 처리해서 모두(약 1500톤/일) 방류하게 됨으로 많은 량의 물공급과 폐수처리비용이 초래하게 된다.

이상과 같이 종래 반도체제품의 도금폐수처리장치는, 표면처리공정후에 발생되는 폐수를 여러처리 과정을 거치는 조(槽)가 노천에 설치되기 때문에 그 설치면적이 넓어지게 되고, 또 상기 반응조(51)와 PH조정조(52)에서 중화에 필요한 다량의 화공약품이 소비된 뿐만 아니라 처리후에도 총고형물질(TOTAL DISSOLVEDSOLID)이 유입되는 폐수보다 약 30배 내지 50배가 증가되어 방류하게 되는 등 그 운전경비가 매우 많이 소요된다는 결점이 있다.

본 고안은 상기와 같이 설치면적이 넓은 노천에서 설치되고 폐수처리후 방수량을 모두 그대로 방류하는 종래 반도체제품용 도금폐수처리장치의 결점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 반도체제조의 표면처리공정에 쓰여진 수세수를 방류시키지 않고 재순환시켜 사용할 수 있도록 에칭공정후의 구리함유폐수를 중금속회수장치가, 도금공정후의 주석/납함유폐수를 막분리처리장치가, 화학연마공정후의 비금속성폐수를 소형 연속식화학적처리장치가 각기 처리하도록 제한된 구조물내에서 구성되어 설치면적이 축소되고 동판회수와 주석/납의 슬러지케이크가 위탁처리 및 재순환을 위해 생산수 또는 상등수등의 생성을 기할 수 있고, 상기 생산수와 상등수등이 최종저장조에서 재회수장치를 통과함에 따라 에칭공정의 수세수, 화학연마공정의 수세수 및 도금공정의 최종수세수등을 각기 생성시킴으로 반도체제조의 용도에 맞게 재순환으로 사용하면서 환경기준치에 의한 방류에 적합한 약 10%의 유입량만을 방류시킬 수 있어 반도체제품을 제조하는 데에 쓰여지는 방대한 량의 원수(原水)를 경제적으로 이용할 수 있는 반도체제품용 도금폐수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 도금폐수처리장치는, 에칭공정후의 구리함유폐수는 착이온교환수지탑(14)과 전기도금을 이용하여 동판의 회수와 수질기준에 처리수를 생성시켜 주는 중금속회수장치(4), 도금공정후의 주석/납함유폐수는 막모듈(24)을 이용하여 슬러지케이크의 처리수와 수질기준에 적합한 투과수를 생성시켜주는 막분리정지장치(5), 화학적연마공정후의 비금속성폐수는 침전조(34)를 이용하여 슬러지케이크의 처리와 수질기준에 적합한 처리수를 생성시켜주는 소형연속식 화학적처리장치(6) 및, 고농도 폐도금 용액 및 폐에칭용액이 회분식(BatCh Treatment)으로 처리되는 상등수를 상기 소형연속식 화학적처리장치(6)로 보내주는 회분식처리장치(9)로 구성되고, 이들 처리장치(4-6)에서의 처리수를 최종저장조(7)와 재회수장치(8)를 이용하여 90% 이상의 물을 에칭공정의 수세수, 화학연마공정의 수세수 및 도금공정의 최종 수세수로 각기 생성시켜 재순환으로 활용하면서 폐수수질기준에 맞는 약 10%의 유입량만을 방출시키도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안의 반도체제품용 도금폐수처리장치를 도시해 놓은 것으로, 반도체제품을 대량 생산하는 공정에서 반도체를 제조함에 있어 공장자동화에 의해 일련의 다수공정 등을 거쳐 완성품을 대량생산으로 만들 수 있도록 되어 있다. 이렇게 대량생산으로 약 1일 동안 반도체제품을 생산할 경우에는 생산공장의 규모에 따라 표면처리공정시 이용되는 원수를 각기 다른 량으로 수세수로서 사용되어진 다음에 처리되어진다.

먼저 표면처리중 화학연마공정에서는 N-Mety 1-2-PYROLLIDONE이라는 화공약품(에컨대 상품명 M-PYROL, 분자식 C₅H₉NO)을 약 80-100℃로 가열시킨 다음, 약 10분 내지 30분 동안 상기 용액에 담그어다가 꺼내게되면 미세한 입자의 페놀수지가 리드부분으로 떨어지게 된다.

반도체제품의 화학연마공정에서는 유기성 폐수 또는 비금속성함유 폐수가 발생되지만, 이를 폐수처리하여 슬러지케이크처리와 처리수가 생성되도록 소형연속식화학적처리장치(6)로 예컨대 370톤/일의 량이 유입된다.

표면처리의 에칭공정은 반도체제품을 도금하기 전 리드프레임의 표면에 형성된 산화물질 및 불순물등을 제거하여야 되는 바, 여기서 사용되는 화학 약품은 주로 광산과 질산의 혼산을 사용하게 된다.

따라서, 상기 리드프레임의 금속소자가 구리이기 때문에 표면의 산화물질 및 불순물등을 제거할때 구리함유폐수가 발생하게 되지만, 이를 폐수처리하여 동판회수와 처리수가 생성되도록 중금속회수장치(4)로 예컨대 450톤/일의 량이 유입된다.

상기 에칭공정에서 리드프레임의 에칭이 끝난 다음에 도금공정이 이루어지게 되는 바, 이 도금공정은 반도체제품의 종류에 따라 주석도금과 약 250-300℃로 용융된 땜납 딥(Solder Dip)의 주석/납 및 예컨대 Sn/Pb가 80-90:10-20 비율인 땜납판도금(Sotder Plate)등을 하게 된다.

따라서, 도금공정에서 도금할때 발생되는 주석/납함유폐수가 발생하게 되지만, 이를 폐수처리하여 슬러지케이크처리와 투과수가 생성되도록 막분리처리장치(5)로 예컨대 676톤/일의 량이 유입된다.

또 상기 반도체제품의 도금공정이 완료된 다음에는 수세공정에서 완성품을 위해 상기 반도체제품을 순수한 물로 수세하게 되고, 이 수세공정에서 발생되는 폐수는 소량의 주석과 납이 포함되어 있고 단지 부유물질만이 포함되어 있지만 상기 소형연속식화학적처리장치(6)에서 폐수처리하게 된다.

또 회분식처리장치(9)에서는 고농도폐도금용액 및 폐산, 폐알카리용액을 회분식으로 처리하여 상등수를 상기 소형연속식화학적처리장치(6)로 보내어 처리하고, 내부의 탈수기를 이용하여 슬러지케이크를 처리한다.

이상과 같이 에칭폐수인 구리함유폐수를 처리하는 중금속회수장치(4)에서는 제2도에 도시된 착이온교환수지탑(14)을 이용하여 동판으로 회수하고 처리수를 최종저장조(7)로 이송하게 된다. 주석 또는 주석/납 함유폐수를 처리하는 막분리처리장치(5)에서는 제2도에 도시된 농축조(23) 및 막모듈(24)을 이용하여 슬러지케이크로 처리하고 투과수를 상기 최종저장조(7)로 이송하게 된다. 화학적연마폐수인 유기성폐수를 처리하는 소형연속식화학적처리장치(6)에서는 제2도에 도시된 침전조(34)를 이용하여 슬러지케이크로 처리하고 상등수를 상기 최종저장조(7)로 이송하게 된다.

따라서, 상기 최종저장조(7)를 통과한 처리수는 재순환으로 사용하기위해 재회수장치(8)에서 반도체제품을 표면처리할 때 각 공정에 요구되어지는 수질에 따라 크게 3단계로 분리하여 공급하기 위한 처리인 데, 농축수는 일부를 상기 소형연속식화학적처리장치(6)로 보내는 한편 경우에 따라 폐수수질기준에 적합한 약 10%의 유입량(예컨대 150톤/일)만 방류시킬 뿐만 아니라, 생산수는 사용용도에 맞게 약 90% 이상의 물(에컨대 1350톤/일)을 에칭공정의 수세수, 화학연마공정의 수세수 및 도금공정의 수세수 수질로 각기 생성되여 표면처리시 재순환하여 방대한 량의 원수를 경제적으로 사용할 수 있게 된다.

그러므로, 본 고안은 종래와 같이 반도체제품을 제조하는 데에 쓰여지는 수세수를 일정한 노천장소에 저장시켜 여과처리한 다음 모두 방류(약 1500톤/일)시키는 것이 아니라, 약 100%의 유입폐수(약 1500톤/일)중 경우에 따라 약 10%의 유입량(약 150톤/일)만 방류시키고 전술한 바와 같이 나머지 또는 전체의 유입량(약 1350톤/일)을 재순환으로 사용하며 동관회수 및 슬러지케이크로 생성할 수 있도록 되어 있다.

제3도는 제2도에 도시된 도금폐수처리장치를 상세히 도시해 놓은 것으로, 먼저 중금속회수장치(4)에서는 착이온교환수지탑(14)을 이용한것으로 에칭공정시 반도체제품표면의 산화물질 및 불순물등을 제거할때 발생된 구리함유폐수를 처리해서 동판으로 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 방류수의 환경기준치인 3mg/ℓ 보다 휠씬 낮은 0.5mg/ℓ 이하까지 제거할 수 있게된다. 그리고, 상기 구리함유폐수가 PCB(Printed Circuit Board)제조공정등에서 발생되는 폐수로도 적용시킬 수 있다.

즉, 상기 중금속회수장치(4)에서는 반도체제품에칭공정의 구리함유폐수가 저농도 내지 고농도로서 예컨데 450톤/일의 량이 유입되어 집수조(1O)에 모여지게 된다. 이때 집수조(1O)에서는 일정시간 동안 상기 구리함유폐수농도를 균일화시킨 다음 PH조정조(11)로 이송됨으로 후술하게 될 착이온교환수지탑(14)에서 이온교환수지가 충분한 교환능력을 갖게하기 위해 가성소다 또는 암모니아수로 이온교환수지탑으로 유입시키기 전에 PH를 예컨데 4-4.5로 조정해주게 된다.

이렇게 PH가 조정되어진 상기 구리함유폐수는 제4도에 도시된 바와 같이 구리함유량을 갖고 마이크로필터(12)와 활성탄여과기(13)에 공급되었다가, 구리이외의 부유물질 및 산화물질을 제거시킨 상태로서 착이온교환수지탑(14)에 공급되게 된다. 상기 착이온교환수지탑(14)은 혼합 또는 분리된 구리 함유폐수중에 함유되어 있는 중금속이 구리를 제거하고 통과하는 처리수를 최종저장조(7)로 이송시키게 된다.

한편, 중금속회수장치(4)의 착이온교환수지탑(14)에서 이온교환수지에 흡착되어 있는 구리는 일정시간 사용후 재생을 하여 제거시켜야 하는 데, 이때 재생제는 H₂SO₄(황산)을 사용하게 된다. 이렇게 재생된 다음 발생되는 황산폐수에 구리가 함유되어 있기 때문에 재생폐수저장조(15)로 이송되게 된다.

이어 재생폐수저장조(15)로 부터 이송되어지는 황산폐수가 구리회수의 전해조(16)로 보내어지게 되는 바, 이는 상기 전해조(16)에서 음극에 스텐레스판을, 양극에 백금선판을 각기 설치해서 DC전류를 공급하게 되면 상기 황산 폐수에 함유되어진 구리가 상기 음극의 스텐레스판에 달라붙게 된다.

이렇게 달라붙은 구리를 스텐레스판을 꺼내어서 수세시킨 다음 손으로 떠게 되면 쉽게 떨어지게 된다. 여기서 전해용액으로 사용된 황산은 다시 이온교환수지재생용으로 사용하게 됨으로 폐수가 발생되지 않는다.

또 상기 착이온교환수지탑(14)의 재생폐수는 제5도에 도시된 바와 같이 동판으로 회수된 다음의 미소한 구리함유량을 갖고 착이온교환수지탑(14)을 거쳐 최종저장조(7)에 보내어 진다. 따라서, 상기 착이온교환수지탑(14)을 통과한 수질은 제4도에 도시된 구리함유량이 제거되어 매우 양호하게 됨으로 PH조정후 표면처리공정으로 예비여과(5㎛)만 거치고도 그냥 사용할 수 있다.

중금속회수를 위한 실험으로서, 실험장소는 아남산업(주) 반도체도금폐수이고, 실험공정은 구리리드프레임후레쉬(FLASH)제거와 에칭공정이다.

이때, 폐수수질 및 처리조건은, PH:4, 구리:30ppm, 아연:3ppm이하, 철:0.5ppm이하, 처리수량:2,000리터/일, 수지량:6O리터, SV:5, 재생주기:4일, 재생제:4.3㎏(98%) 황산인 바, 회수금속(1회전기도금:싸이클)은 구리:2,400그람, 아연:1그람, 철:1.7그람이고, 본 고안의 중금속 회수장치(4)를 통과한 후 처리수질은, PH:5.5, 구리:0.3ppm 평균, 아연:1.8ppm 최대, 철:흔적으로 나타났다.

그리고 전처리 방법은 리드프레임 에칭시에 사출성형(MOLD COMPOUND)으로 인하여 페놀수지의 찌꺼기(FLASH)가 많아 함유되어 있어 마이크로 필타(5마이크론)로 처리하였다.

PH조정은 가성소다를 정량펌프로 주입하는 방법을 사용하였다.

또 중금속 처리를 위하여 키레이트수지의 통수속도 폐수의 온도와 유속의 매우중요함을 알 수 있는데, 이는 구리와 납의 통수액에 대한 PH와 수지량에 대하여 가장 최적의 조건은 아래표와 같이 하였고, 구리와 납의 제거율은 99% 이상이었다.

막분리처리장치(5)는 농축조(23) 및 막모듈(24)을 이용한 것으로, 도금공정시 발생되는 주석/납함유폐수를 처리하여 슬러지케이크로 처리할 뿐만 아니라 수질기준에 적합한 생산수를 생성시키게 된다. 이는 주석/납함유폐수가 저농도 내지 고농도로서 예컨데 676톤/일의 량이 유입되어 집수조(21)에 저장되게 된다. PH조절을 위한 반응조(22)로 이송시키게 되고, 이 반응조(22)는 주석/납함유폐수내에 있는 금속이온이나 기타 불순물을 소석회로 반응시켜 금속성물질을 침전시키면 PH를 조정해서 중화시키게 된다.

이렇게 중화된 주석/납함유폐수는 농축조(2)에 이송되었다가 막모듈(24)과 탈수기(25)로 각기 이송시키게된다. 먼저 상기 막모듈(24)을 통과하계 되면 농축수와 투과수로 구분되어 상기 농축조(2)와 최종저장조(7)로 각기 공급하게 된다. 여기서 사용되는 막모듈(24)는 플리프로필렌재질로서 그 내부에 테프론코팅을 한 튜브형으로 기공(Pore Size)이고 O.1㎛이고, 사용압력이 2-4kg/㎠로 된다.

즉, 상기 막모듈(24)의 투과수인 생산수는 상기 최종저장조(7)로 이송되는 한편 농축수는 농축조(23)와 막모듈(24)로 계속 재순환 한다. 이렇게 일정한 시간이 지난 다음 상기 농축수의 총고형물질이 높아지게 되면 (2-5%고형물함유), 농축액이 침전물질만이 탈수기(25)로 이송시키게 된다. 따라서, 상기 탈수기(25)를 통해 상기 침전물질을 탈수시킴으로 여기서 발생된 슬러지케이크를 적법절차에 따라 처리하는 한편, 상기 탈수기(25)로 부터 발생되는 물이나 농축액의 상등수를 후술하게 될 소형연속식 화학적처리장치(6)로 보내어져 다시 처리한다.

따라서, 막분리장치(5)는 다음과 같은 실험데이터가 나왔다.

상기의 폐수는 불특정 상태에서 시료를 채취하여 원자 흡광광도법으로 분석한 것이다.

상기 소형연속식화학적처리장치(6)는 반응조(32)와 응집조(33) 및 침전조(34)가 분리되지 않고 하나로 구성시켜 침전조를 이용하여 정체가 아닌 유입되는 즉시 처리된 것으로 반도체제품의 화학연마공정시 발생되는 화학연마폐수 또는 유기성폐수를 처리해서 슬러지케이크로 처리할 뿐만 아니라 수질기준에 적합한 처리수로 생성시키게 된다,

상기 유기성폐수 또는 비금속성폐수가 저농도 내지 고농도로서 예컨데 370톤/일의 량이 유입되어 집수조(31)에 저장되게 되고, 또 막분리처리장치(5)로 부터 탈수된 물과 재회수장치(8)의 농축액과 재생폐수도 상기 집수조(31)로 이송되게 된다.

이렇게 집수조(31)에 모아진 비금속성 폐수를 반응조(32)로 이송시켜 1단 및 2단을 PH를 조절한 다음 응집조(33)로 보내게 되고, 이때 응집제로서 침전을 강화시켜 침전조(Clarifier;34)로 보내어서 처리수만을 최종저장조(7)로 보내게 된다.

그리고 상기 침전조(34)의 침전물을 탈수킨(35)로 보내 탈수시킨 슬러지케이크를 적법절차에 따라 처리하는 한편, 상기 탈수기(35)로 부터 탈수된 물이 상기 집수조(31)로 보내어져 다시 처리한다. 여기서 C₅H₉NO(M-PYROL)과 같이 BOD나 COD가 높은 폐수처리는 별도의 O₃(오존)처리를 한 다음 집수조(31)를 거쳐 반응조(32)로 보내어져 처리하게 된다.

상기에서 BOD의 제거율이 낮은 수율을 나타낸 것은 N-METHYL-2PYROLLIDONE의 물질이 처리효율이 낮기 때문이다.

회분식처리장치(Batch treatment;9)에서 일정기간 사용후에 버려지는 고농도금폐도금용액 및 폐에칭용액(폐산/폐알카리)등을 위탁처리하지 않고 회분식조(17)를 통해 침전물을 탈수기(18)로, 상등수는 상기 소형연속식화학적처리장치(6)로 보내여 재처리하게 됨으로 원가절감 및 깨끗한 작업환경을 유지할 수 있게 된다.

이상과 같이 반도체의 제조공정중 표면처리공정에서 발생된 유입폐수를 성상별로 분류하여 폐수처리할 수 있도록 중금속회수장치(4)와 막분리처리장치(5) 및 소형연속식화학적처리장치(6)를 통과시킴에 따라 동판의 회수와 슬러지케이크로 처리할 뿐만 아니라 최종저장조(7)로 생산수와 상등수등을 이송학 된다.

상기 최종저장조(7)로 부터 저장되었다가 이송된 생산수와 상등수를 재사용하기 위해 재회수장치(8)에서는, 반도체제품의 표면처리공정에서 요구되는 수질로 향상시켜 재순환으로 사용하게 된다. 상기 재회수장치(8)는 전처리 여과기(40)와 활성탄여과기(41)를 통해 유기물질 및 탁도가 제거된 처리수는 저압용 및 고압용 역삼투압장치(43)(46)와 혼상식이온교환수지(47)를 통해 90%의 유입량(약 1350톤/일)을 에칭공정, 화학연마공정 및 도금공정의 수세수로 각기 생성시켜 재순환으로 반도체의 제조공정중 표면처리공정에 다시 활용할 뿐만 아니라 기타 다른 용도로서 사용할 수 있다.

그리고, 상기 저압용 및 고압용 역삼투압장치(43)(46)와 혼상식이온교환수지(47)에 의해 순도가 낮은 물은 전술한 바와 같이 소형연속식화학적처리장치(6)로 보내어 다시 처리한다. 상기 저압용역삼투압장치(43)를 거친 투과수는 샌드여과기(48)를 통해 유기물과 기타불순물을 제거하여 수질기준에 적합한 약 10%의 유입량(약150톤/일)만 방류시킬 수도 있게 된다.

이를테면 상기 전처리여과기(40)와 활성탄여과기(41)를 통과한 처리수는 사용되는 계질에 따라 열교환기(42)로 일정한 온도를 유지시킨 다음 저압용역삼투압장치(43)에 이송시키게 된다. 이 저압용 역삼투압장치(43)는 50-75%의 투과수를 생성시키는 한편 50-25%의 농축수를 생성시키게 된다.

상기 저압용 역삼투압장치(43)의 투과수는 열교환기(45)로 일정한 온도로 유지시킨 다음, 고압용 역삼투압장치(46)로 이송되는 한편 공업용수로 이용되는 에칭공정의 수세수로 생성되어 재순환으로 반도체제품의 에칭공정에서 다시 활용하게 된다.

또 상기 저압용 역삼투압장치(43)의 투과수는 샌드여과기(48)를 통해 유기물과 기타불순물을 제거해서 수질기준에 적합한 약 10%의 유입량(약 150톤/일)만 방류시킬 수도 있게 된다. 그리고 상기 저압용역삼투압장치(43)의 농축수는 농축조(44)를 통해 다시 저압용역삼투압장치(43)로 재순환하는 한편 농축액을 전술한 바 있는 소형연속식화학적처리장치(6)로 되돌려 보내 다시 폐수처리하게 된다.

이어 상기 고압용역삼투압장치(46)는 상기 열교환기(45)를 통한 투과수를 다시 투과수와 농축수로 생성시키게 되는데, 이때 상기 투과수는 혼상식이온 교환수지(47)로 이송되는 한편 화학연마공정의 수세수로 생성되어 재순환으로 반도체제품의 표면처리공정에 다시 활용하게 된다. 그리고 상기 고압용 역삼투압장치(46)의 농축수는 전술한 바 있는 소형연속식화학적처리장치(6)로 되돌려 보내 다시 폐수처리하게 된다.

상기의 폐수는 임의로 시료를 채취하여 3년간의 평균값을 나타내었음.

상기 혼상식이온교환수지(47)도 상기 고압용역삼투압장치(46)의 투과수를 처리해서 재생폐수를 소형연속식화학적처리장치(6)로 되돌려 보내 다시 폐수 처리하게 하고, 생산수를 도금공정의 최종수세수로 생성시켜 재순환으로 반도체제품의 도금공정에 다시 활용할 수 있다.

따라서, 본 고안은 종래와 같이 반도체제품을 제조하는 데에 표면처리공정에 쓰여진 폐수를 일정한 넓은장소(노천)에 저장시켜 여과처리한 다음에 모두 방류(약 1500톤/일)시키는 것이 아니라, 제한된 구조물내에서 이루어져 점유면적이 적을 뿐만 아니라 설치장소(지하, 지상)에 구애받지 않고 쉽게 이동설치 및 증설이 자유롭고 신속히 폐수처리해서 100%의 유입폐수(약 1500톤/일)중 수질기준에 적합한 약 10%의 유입량(약 150톤/일)만 방류시키는 한편 나머지 또는 전체의 유입량을 에칭공정, 화학연마공정 및 도금공정의 수세수로서 재순환으로 활용되면서 동판의 회수 및 슬러지케이크로 처리시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 반도체제조의 표면처리공정에 쓰여진 수세수를 방류시키지 않고 재순환시켜 사용할수 있도록 에칭공정후의 구리함유폐수를 중금속회수장치가, 도금공정후의 주석/납함유폐수를 소형연속식화학적처리장치가 각기 처리하도록 제한된 구조물내에서 구성되어 설치면적이 축소되고 동판회수와 주석/납의 슬러지케이크의 위탁처리 및 재순환을 위해 생산수 또는 상등수등이 생성을 기할 수 있고, 상기 생산수와 상등수등의 최종저장조에서 재회수장치를 통과함에 따라 에칭공정의 수세수, 화학연마공정의수세수 및 도금공정의 최종수세수등을 각기 생성시킴으로 반도체제조의 용도에 맞게 재순환으로 사용하면서 환경기준치에 의한 방류에 적합한 약 10%의 유입량만을 방류시킬 수 있어 반도체제품을 제조하는 데에 쓰여지는 방대한 량의 원수를 경제적으로 이용할 수 있는 반도체제품용 도금폐수처리장치를 제공할 수 있다.

Claims

에칭공정후의 구리함유폐수는 착이온교환수지탑(14)과 전기도금을 이용하여 동판회수와 수질기준에 적합한 처리수를 생성시켜주는 중금속 회수장치(4), 도금공정후의 주석/납함유폐수는 막모듈(24)을 이용하여 슬러지케이크의 처리와 수질기준에 적합한 투과수를 생성시켜주는 막분리 처리장치(5), 화학연마공정후의 비금속성폐수는 침전조(34)를 이용하여 슬러지케이크처리와 수질기준에 적합한 처리수를 생성시켜주는 소형연속식화학처리장치(6) 및, 고농도폐도금용액 및 폐에칭용액이 회분식으로 처리되는 상등수를 상기 소형연속식화학적처리장치(6)로 보내는 회분식처리장치(9)로 구성되고, 이들 처리장치(4-6)에서의 처리수를 최종저장조(7)와 재회수장치(8)를 이용하여 90%이상의 물을 에칭공정의 수세수, 화학연마공정의 수세수 및 도금공정의 최종수세수로 각기 생성시켜 재순환으로 활용하면서 폐수수질기준에 맞은 약 10%의 유입량만 방출시키도록 된 것을 특징으로 하는 반도체제품용 도금폐수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 중금속회수처리장치(4)는 다량의 구리함유 폐수를 저장하고 농도를 균일화시키는 집수조(10), 적합한 재생을 위해 PH를 조정해 주는 PH조정조(11), 구리이외의 불순물을 제거해주는 마이크로필터(12) 및 활성탄여과기(13), 재생시 착이온교환수지를 통과시켜 구리를 흡착제거하고 수질기준에 적합한 생산수를 섕성시키는 착이온교환수지탑(14) 및, 재생제를 이용해서 동판(16)을 회수시키는 재생폐수저장조(15)와 전해조(16)로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체제품용 도금 폐수처리장치.
제2항에 있어서, 상기 구리함유폐수가 PCB제조공정등에서 발생되는 폐수인 것을 특징으로 하는 반도체제품용 도금폐수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 박분리처리장치(5)는 다량의 주석/납함유 폐수를 저장하고 농도를 균일화시키는 집수조(21), PH를 조정해서 중화시키는 PH조절용 반응조(22)와 농축조(23), 0.1μm 이상의 입자를 제거해서 생산수와 농축수를 생성시키는 막모듈(24) 및, 슬러지케이크로 처리하고 탈수된 물을 다른 처리장치로 되돌려보내주는 탈수기(25)로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체제품용 도금폐수처리장치.
제4항에 있어서, 상기 막모듈(24)이 다른 폐수처리에서 사용할 수 있게 0.1μm의 기공을 가진 막으로된 것을 특징으로 하는 반도체제품용 도금폐수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 소형연속식화학적처리장치(6)가 반응조(32)와 응집조(33) 및 침전조(34)가 분리되지 않고 하나로 이루어져서 정체가 아닌 유입되는 즉시 처리되는 것을 특징으로 하는 반도체제품용 도금폐수처리장치.
제1항에 있어서, 상기 재회수장치(8)가 저압용역삼투압장치(42)와 고압용 역삼투압장치(46) 및 혼상식이온교환수지(47)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체용품용 도금폐수처리장치.