酸性氯化銅液蝕刻化學(xué)及蝕刻液再生方法評(píng)述

1、57 Printed Circuit Information 印制電路信息 因?yàn)榫哂袀?cè)蝕小、蝕率易控制和易再生等特點(diǎn)，所以酸性氯化銅蝕刻液是一種適合精細(xì)線路制作、多層板內(nèi)層制作的蝕刻液。酸性氯化銅蝕刻液體系比較豐富，常見的包括鹽酸 氯化銅、鹽酸 氯化鈉 氯化銅、氯化銨 氯化銅、鹽酸 氯化銨 氯化銅等體系。隨著高度精細(xì)化線路和高層數(shù)印制板產(chǎn)量的增加，印制板酸性蝕刻所產(chǎn)生的廢液量將大大增加，因此增大了周邊環(huán)境的負(fù)荷，嚴(yán)重危害了操作人員的健康，研究和開發(fā)酸性蝕刻液的再生方法和設(shè)備已成為印制板生產(chǎn)國(guó)污染防治的重要工作 。美國(guó)、日本、西歐、中國(guó)臺(tái)灣等研究和開發(fā)工作起步較早，而國(guó)內(nèi)的研究較少。為此，首次全

2、面論述了印制板酸性氯化銅液蝕刻過程化學(xué)及蝕刻液的再生方法，討論了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，酸性氯化銅液蝕刻化學(xué)及蝕刻液再生方法評(píng)述王紅華蔣玉思（深圳市成輝環(huán)保設(shè)備有限公司，廣東深圳）（廣州有色金屬研究院，廣東廣州）摘要 為了清潔生產(chǎn)、 生態(tài)環(huán)境和人們健康， 研究和開發(fā)酸性氯化銅蝕刻液的再生方法及再生設(shè)備，已成為當(dāng)前印制板制造行業(yè)污染防治工作的重點(diǎn)。為此，文章首次論述了印制板酸性氯化銅液蝕刻化學(xué)及蝕刻液的再生方法，討論了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)， 進(jìn)而指出了酸性蝕刻液再生的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞印制板；酸性蝕刻液 ；蝕刻；再生；氧化還原中圖分類號(hào)： ，文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：（）The Chemistry of Ac

3、idic Cupric Chloride Etching Process andReview on Regenerating Methods for Cupric Chloride EtchantWANG Hong-hua1 JIANG Yu-si2Abstract Research and development of regenerating methods and equipments for acid cupric chloride etchants,have been stressed in prevention and control of pollution work in th

4、e business of printed circuit boards for cleanproduction, ecosystem and peoples health. The chemistry of the cupric chloride etching process and regeneratingmethods of cupric chloride etchants, were firstly reviewed in the paper. The advantages and disadvantages of differentmethods were discussed, a

5、nd development trend of cupric chloride etchants was pointed out.Key words PCB; cupric chloride etchant; etching; regeneration; oxidation and reduction環(huán)境保護(hù)Environment & Protection綜述與評(píng)論59綜述與評(píng)論 Printed Circuit Information 印制電路信息 Summarization & Comment 同時(shí)自身具有一定的危險(xiǎn)性 。另外，許多金屬回收商不愿回收這種含有鹽的蝕刻舊液。（

6、）氯酸鈉再生再生反應(yīng)為： （）可提供初生態(tài)的，再生速率快。但是許多金屬回收商不愿回收這種含有鹽的酸性蝕刻舊液。盡管 再生的蝕刻液具有難回收的弊病，但基于雙氧水的不安定性，目前正逐漸成為酸性氯化銅蝕刻液化學(xué)再生用主流的氧化劑。（ ）雙氧水再生再生反應(yīng)為：（）的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為 ，再生速率快，只需 即可再生。由于鹽酸、雙氧水中均含有水，加上再生過程中產(chǎn)生一定量的水，所以蝕刻過程中溶液比重不會(huì)上升過快。另外，再生過程中不引入雜質(zhì)離子，容易回收有價(jià)金屬。不難看出，上述化學(xué)再生方法主要是進(jìn)行 的氧化過程，以提高蝕刻液的氧化還原電位。對(duì)于蝕刻液比重的調(diào)節(jié)，則通過子液、水的補(bǔ)加來進(jìn)行。排出的蝕刻舊液一般儲(chǔ)存在

7、塑料桶（壇）中，由具有環(huán)保資質(zhì)的回收公司拉走進(jìn)行離線處理。由于酸性蝕刻舊液屬于高危險(xiǎn)廢物，所以在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理過程增加了諸多的風(fēng)險(xiǎn)。為此，在氧化 為 之前，首先提取金屬銅，即通過絡(luò)合萃取、電積提銅、沉淀、結(jié)晶等工序，降低蝕刻舊液的比重，然后加入氧化劑，提高蝕刻液的氧化還原能力，以恢復(fù)酸性蝕刻液之性能。這種先提取銅后化學(xué)氧化的方法，大大減少了蝕刻廢液的排放量。圖 、圖 分別為螯合萃取化學(xué)氧化典型的工藝流程和膜電解化學(xué)氧化典型的工藝流程。圖螯合萃取化學(xué)氧化工藝流程圖膜電解化學(xué)氧化工藝流程顯然，上述方法因需加入大量堿液來調(diào)節(jié)蝕刻液的酸度，這樣一方面增加了物料的消耗，另一方面增加了蝕刻液的體積。膜電

8、解化學(xué)氧化法，因蝕刻舊液在電解池的陰極區(qū)發(fā)生了還原反應(yīng)，所以為達(dá)到給定的氧化還原值，將消耗更多的 氧 化 劑 。電化學(xué)再生酸性蝕刻液的電化學(xué)再生，是一種在線的再生方法，不但使蝕刻液恢復(fù)原有的蝕刻效能，而且同時(shí)產(chǎn)出具有商業(yè)價(jià)值的金屬銅。該方法不加入任何物料，幾乎不排出任何廢液、廢氣，為綠色環(huán)保工藝，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，是印制電路板制造業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵。產(chǎn)出的金屬銅，為印制板企業(yè)增加額外的銷售收入，對(duì)利潤(rùn)日益變薄的印制板制造業(yè)來說，這是一份不菲的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)。電化學(xué)再生又稱為電解再生，其基本原理為：在電解池的陽極區(qū)，發(fā)生氧化反應(yīng)生成 ；在電解池的陰極區(qū)，發(fā)生還原反應(yīng)生成。其實(shí)際電極反應(yīng)式為：陽極區(qū)（）陰極區(qū)（）按照蝕刻液電化學(xué)再生的發(fā)展歷程，電化學(xué)再生方法主要包括常規(guī)電解、隔膜電解和離子膜電解等 三 種 ，分 述 如 下：（ ）常規(guī)電解常規(guī)電解，即電解液為酸性蝕刻舊液，陽極液與陰極液的組成及濃度均相同。最早商業(yè)化的酸性蝕刻液電解池，其結(jié)構(gòu)如下：陽極為板狀石墨，陰極由一束圓柱桿構(gòu)成。浸入的陽極與陰極面積比為 。、在前人的基礎(chǔ)上改進(jìn)了電解池，即將陰極設(shè)計(jì)為一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)輥，該輥的邊為塑料，外面為鈦條。陽極為過渡金屬氧化物涂層電極，陽極與陰極的相對(duì)面積為 。電解再生時(shí)，陰極輥在半圓形的電解槽中緩