KR950002542B1 - 알칼리성 유기 수지 용액을 중화하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

알카리성 유기수지 용액을 중화하는 방법

본 발명은 인쇄 회로판 등을 제작하는 동안 현상 및 벗김(stripping) 후의 산성 포토레지스트(photoresist)의 처리 및 처분에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 작업으로 부터 결과되는 알카리성 수지 수용액의 중화에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 중화에 의해서 제조된 용적이 큰 슬러지(sludge)의 여과에 관한 것이다.

인쇄 회로판의 제작에 있어서, 구리도금된 기판은 알카리-가용성 감광성 중합체(포토레지스트라고 한다)로 피복되고 상기 포토레지스트는 화학 방사선에 화상 방식으로 노출되어 노출된 부위를 더욱 중합화하여 그들을 덜 가용성으로 만든다. 상기 네가티브(negative)화상은 비노출 부위를 용해시켜 기판상에 현상되는 반면 그 자리에 덜 가용성인 수지를 놓는다. 이와 같이 피복되지 않은 구리를 부식제에 의해 제거된 후 상기 잔류 포토레지스트는 적당한 가열 상태의 또다른 알카리성 용액에 의해 기판으로부터 벗겨진다. 포지티브(positive) 포토레지스트의 현상 및 벗김은 동일한 방법으로 알카리 수용액 중에서 실시된다.

유기 용매가 필요없이 수성 시스템에서 현상할 수 있는 광중합성 수지 조성물을 형성하는 이점은 1956년 이후에 알려졌다. 포트레지스트 화학 분야에서 많은 연구자들에 의해 수년간 시도된 후, Gilano등은 미합중국 특허 제3,953,309호에 스티렌 또는 비닐 단량체의 공중합체 및 불포화 카르복실-함유 단량체를 포함하는 결합제를 갖는 알카리 가용성 포토레지스트를 기재했다.

상기 특허 제3,953,309호에서의 Gilano등의 설명은 본원에서 참고로 구체화 한다. 그러나, 당해 기술분야에서 상기 개발로부터 발생하는 문제점 중 하나는 그들이 오물 처리 공장 또는 매립지로 유입되기 전에 중화되어야 하는 용적이 큰 알카리성 폐기물의 처리 문제이다. 산으로서의 중화는 가장 자연스럽고 올바른 방법처럼 생각되지만, 상기 수지는 수상으로부터 그것을 분리하려고 계획된 상기 시스템을 끊임없이 막는 점착성 침전물이 된다. 상기 문제를 해소하고, 그리고 중성 슬러리로부터 여과될 수 있는, 포토레지스트 수지 및 알루미늄 하이드록사이드를 함유하는 입자상의 비점착성 침전물을 생성하기 위한 알루미늄 황산염의 사용이 참고 문헌인 미합중국 특허 제4,587,206호에 설명 되어있다. 상기 여과율이 이전에 실시했던 것보다 더 우수하더라도, 상기 필터 케이트(filter cake)의 부피가 너무 크므로 상기 필터 프레스(press)는 비경제적인 횟수로 케이크를 제거하기 위해 개방되어야 한다. 상기 더 큰 부분의 부피는 고형수지의 입자 주위의 벌크(bulky)알루미늄 수산화물 매트릭스(matrix)에 기인한다. 미합중국 특허 제4,760,014호에 의하면, 유질의, 고무질의 슬러지 형성없이 사용된 현상제 및 스트리퍼 혼합물로부터 광중합체 수지의 제거는 산, 다가염, 및 응집 보조제를 상기 혼합물에 첨가하여 달성될 수 있다. 산 대다가 양이온의 중량 비율은 5 : 1 내지 35 : 1이다.

또한, 미합중국 특허 제4,028,238호에 시정폐수의 처리시 응집제로서 슬러지에 대해 설명되어 있다. 거기에는 여과에 의한 상기 슬러지의 탈수가 상당히 어렵다고 기재되어 있으며 여과후의 슬러지의 고체 함량은 15중량% 이하이다.

상기 미합중국 특허 제4,028,238호에 의하면, 상기 문제점은 백반처리 하고 상청액을 기우려 따른후 슬러지에 수산화 칼슘을 첨가함으로써 해결한다. 상기 여과율은 7배로 증가되고 고체 함량은 현저하게 증가되었다.

미합중국 특허 제1,173,698호에서, 티탄 황산염은 응집제로서 알루미늄 황산염이 특정의 물공급원(water supplies)에 첨가될 때 발생하는 수산화 알류미늄의 침전을 촉진하는데 이용된다. 또한, 수산화 티탄이 형성되고 특허권 소유자는 그것이 더욱 신속하게 더욱 분쇄된 수산화 알루미늄의 침전물을 유도한다고 설명한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 유기수지 알카리 수용액으로부터 유기 수지를 침전시키고 상기 수용액으로부터 침전물을 급속 여과시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 관련된 목적은 불용성 수산화물 및 침전 수지를 포함하는 슬러지를 형성하시키므로써 포토레지스트 수지의 사용된 알카리성 스트리퍼/현상제 용액을 중화시켜 이로인해 상기 슬러지의 여과가 급속하게 되는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

후술하는 것으로부터 나타나는 본 발명의 상기 및 다른 목적들은 알류미늄 및 마그네슘의 가용성 염의 혼합물을 상기 수지의 알카리성 용액으로 주입시켜 생성 되는 결과의 슬러지를 여과시키므로써 달성된다.

상기 알루미늄 및 마그네슘의 가용성 염은 화학에서 통상의 지식을 갖고있는 자에게 널리 공지되어 있으며, 그 예로 황산염, 질산염, 클로라이드, 아세트산염, 개미산염, 및 글루콘산염이다. Atochem UK Ltd사에 의해 시판된 염기성 폴리클로로-알루미늄 황산염이 또한 적당하다. 상기 각종 염의 음이온은 임의의 제공된 예에 있어서, 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

본 발명의 방법은 기본적으로 상기 염들을 사용된 스트리퍼 용액등에 첨가하는 것을 포함한다. 상기 혼합된 수산화물의 더욱 신속하게 여과가능한 침전물은 미합중국 특허 제4,760,014호에서 설명된 바와 같이 응집보조제 없이도 수득되지만, 알루미늄 염 및 마그네슘염의 혼합물 중 첨가제로서 불용성 수산화물을 갖는 다른 금속염(예, 황산제일철)이 존재하는 것은 상기 방법에 또한 적당하다. 각종 염의 수화물(예 ; MGSO₄·7H₂O 및AlCl₃·6H₂O) 이 사용될 수 있다.

마그네슘 염 대 알루미늄 염의 중량 비율은 약 1 : 100 내지 약 100 : 1일 수 있지만, 바람직한 비율은 약 1 : 10 내지 약 5 : 1이다. 약 1 : 4 내지 약 1 : 1이 특히 바람직하다. 상기 결합물의 중화력은 수지 용액의 pH를 거의 중성의 용액의 pH, 즉, 약 6,0 내지 약 7.0 범위의 pH로 감소시키는데 충분하다. 마그네슘 염 대 알루미늄 염의 비율이 매우 높을때, 소량의 산을 바람직한 환원을 수득하기 위해 첨가할 필요가 있다. 알루미늄 염 마그네슘 염의 합쳐진 중량과 동일하거나 또는 그 이하인 양의 산염(예 ; 나트륨 중황산염)의 사용은 이들염의 중화력을 증대시키고 불용성 수산화물의 양을 감소시기는 것으로 생각된다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하는 하기 실시예에서 1갈론당 Dynachem사 제품 LAMINARHG건조 필름 40mil-ft²를 함유하는 포토레지스트 수지의 3%수산화나트륨 용액 100ml 샘플을 주어진 비율로 MGSO₄·7H₂O, 평균 14몰의 수화수를 갖는 실험용 알루미늄 황산염 및 황산 제일철 약 2중량%의 혼합물에 첨가하므로써 중화된다. 상기 염들을 물중에 용해시켜 열거된 농도를 갖는 혼합된 염의 용액을 수득한다. 상기 처리된 스트리퍼 100ml분량을 각 경우에 진공을 이용하여 여과시킨다.

실시예 I

마그네슘염 대 알루미늄염의 중량 비는 1 : 100이었고 염의 총 농도는 240g/ℓ였다. 염용액을 스트리퍼용액에 첨가함으로써 pH를 6.5±05까지 감소시켰다. 중화시킨 용액 및 그 안의 분산된 고형물을 0.45미크론의 구멍이 있는 Nalgene A형 여과기내에 넣은후, 10분이내에 48mls의 여과액을 회수했다.

실시예 II

여기에서, 마그네슘염 대 알루미늄염의 비는 3 : 1이었고 염의 총농도는 120g/ℓ였다. 염용액을 첨가함에 따라 pH가 6.5±0.5가 되었다. 직경이 11cm인 여과깔때기를 사용함으로써 86mls의 여과액이 5분이내에 여과기를 통과하였다.

실시예 III

마그네슘염 대 알루미늄 염의 비는 1 : 3이었고 염의 총농도는 120g/ℓ였다. 염용액을 첨가함에 따라 pH가 6.5±0.5가 되었다. 11cm의 깔때기를 통해 이루어지는 중화된 스트리퍼의 여과작업은 주로 2.5분이내에 완료되며 이때 92ml여과액이 회수되었다.

실시예 IV

240g/ℓ의 마그네슘 황산염 및 알루미늄 황산염(마그네슘염 : 알루미늄염=900 : 1)을 포함한 혼합물을 사용하여 스트리퍼 용액의 초기 pH가 12.59일 경우, pH는 단지 9.6으로만 감소시킬 수 있었다. 50%황산용액을 첨가함으로써 pH를 부가적으로 6.65까지 감소시켰다. 0.45미크론의 구멍이 있는 A형 여과기내에 중화된 용액을 넣은후 10분 이내의 여과액양은 30mls였다.

실시예 V

시약등급 알루미늄 황산염 옥타데카수화물 및 마그네슘 황산염 셉다수화물을 물 중에 용해시킴으로써 각각의 90g/ℓ 및 30g/ℓ의 염을 포함한 용액을 생성시켰다. pH가 13.92인 Laminar HG광수지의 2% 수산화 나트륨 스트리퍼용액 75ml를 중화시키기 위해, 54ml의 혼합염 용액을 사용하였다. 고형수지 및 혼합 수산화물의 슬러리의 여과작업은 매우 빨리 이루어졌다.

실시예 VI

스트리퍼용액 대신에 중합체성 결합제 및 광중합 가능한 단량체를 포함한 알카리성 현상용액을 처리하는 것을 제외하고는, 실시예 II에서의 통상적 절차를 실시했다. 바람직한 결과를 수득했다.

비교실시예 A

1갈론당 1lb의 염용액을 포함한 71mls의 알루미늄 황산염 용액을 사용하여 상기 실시예 I 내지 IV에서와 같은 스트리퍼용액을 중화시키고 100ml의 분량을 A형의, 0.45미크론 여과기에 장입시킨 경우, 43mls의 여과액이 10분이내에 여과기를 통과하였다.

비교실시예 B

농도가 120g/ℓ인 MgSO₄·7H₂O용액을 사용함으로써 동일한 스트리퍼 용액 100ml를 처리하였다. 400mls의 이용액을 첨가한후, pH는 단지 9.87로만 감소시킬 수 있었다. 300g/ℓ의 염을 포함한 두번째 용액을 500mls 첨가함에 따라 스트리퍼 100ml의 pH를 9.77로 감소시킬 수 있있다. 600g/ℓ의 염을 포함한 세번째 용액을 100mls의 스트리퍼용액에 첨가함으로써 pH가 9.07로 감소하였고 A형의 0.45미크론 여과기를 사용함으로써 처리된 스트리퍼를 여과하려 하였으나 여과기의 구멍이 막혀버렸다.

비교실시예 C

5% 황산용액 51.6g을 120g/ℓ의 비교 실시예 B의 마그네슘 황산염 용액에 첨가하고 또, 스트리퍼용액에 산성화된 황산염 용액을 첨가함으로써 pH를 6.5까지 감소시켰고 100ml의 분량을 A형의 여과기에 10분안 여과시킴에 따라 4mls의 여과액이 생성되었다.

상기 반응실시예가 인쇄회로판을 제조하는데 사용된 수지의 처리에 특수성을 나타내지만, 이것은 또한 알카리성 수용액내에 가용성인 기타 유기 수지를 본 발명의 방법에 따라 그러한 용액으로 부터 침전시켜 회수할 수 있다는 것을 수지화학 분야에 숙련된 업자들은 잘 알 것이다.

Claims (6)

1. 알루미늄 및 마그네슘의 수용성 염 혼합물을 알카리성 용액에 주입시켜, 불용성 수산화물 및 상기 수지를 공동 침전 시키고 상기 침전물을 수용액으로부터 분리시키는 것으로 본질적으로 구성된 유기수지의 알카리성 수용액으로부터 유기 수지를 침전시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 분리는 여과에 의해 달성되는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 마그네슘 염 대 알루미늄 염의 중량 비율은 약 1 : 100 내지 약 100 : 1인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 염 및 마그네슘의 중량은 상기 알카리성 용액의 pH를 약 6.0 내지 약 7.0으로 감소시키기 위한 화학량론적 양인 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 비율은 약 1 : 10 내지 약 5 : 1인 방법
6. 제1항에 있어서, 상기 수지가 산성인 방법.