一种酸性蚀刻液可循环再生工艺的研究

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针对目前PCB行业蚀刻线上酸性蚀刻液体系“一次性使用”工艺的弊端,本研究的目的为从技术、经济和环保几个方面综合考虑选定一种最具研究价值的酸性蚀刻液工艺类型研究其循环再生利用的可行性,及其在循环再生利用各个工艺环节的最佳工艺参数,为PCB行业推广清洁生产提供参考依据。研究的主要内容有:(1)自配酸性氯化铜蚀刻液研究影响蚀刻液蚀刻速率的各个组分的最佳参数;(2)从影响蚀刻液蚀刻速率下降的两个决定因素研究其再生的过程控制,包括理论计算与工艺控制方法;(3)对排出废液进行铜的回收,包括回收工艺和装置的确定以及影响回收电流效率和产物铜形态的各项因素的参数确定;(4)对铜回收后的处理液的组分调整以及循环利用后的性能检测;(5)从技术、经济和环保方面对酸性氯化铜蚀刻液循环再生工艺的评价。实验结果表明,酸性蚀刻液循环再生工艺从技术上是可行的,其应用较之传统的“一次性使用”工艺有着技术、经济和环保各个方面的优势。(1)以盐酸和氯化铜自配的酸性氯化铜蚀刻液测得蚀刻液最佳操作条件:操作温度50~55℃;溶液中Cu2+浓度120-150g/L,C1浓度不低于200g/L,酸当量2-3N。蚀刻液中添加NH4C1对蚀刻速率略有增加,但量大温度降低时溶液中易生成结晶沉淀。(2)蚀刻液再生的控制工艺:将H202和HC1按约1:2的比例加入蚀刻液中氧化Cu+,以氧化还原电位计间接监控蚀刻液中Cu+的含量,氧化还原电位范围为520-550mv;以比重计间接监控蚀刻液中的溶铜量,比重范围为1.273-1.292;往蚀刻液中加入双氧水稳定剂能降低其无效分解,可稳定蚀刻速率及降低双氧水的耗量。(3)离子膜-电沉积铜的装置及最佳工艺参数:采用蚀刻液置于阴极的装置能避免C12在铜回收过程中的大量产生,槽电压2.5v,阴极含铜量52.7g/L,温度30℃,电解时间2h时电流效率达到最高值88.9%,产物铜的形态为板状,电解时间为4h时铜的电解效率为84.4%同时铜的回收率可达到82.5%;(4)铜回收后处理液组分测定分析:氯离子含量为136g/L,铜离子含量为6.8g/L,酸当量为2.3N。以自配酸性蚀刻液最佳操作条件作指标对处理液进行氯离子和酸当量调整,在实验室条件下测得循环利用5次蚀刻速率未有明显下降。对比样品的蚀刻速率应符合蚀刻生产要求。
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