[发明专利]印制线路板生产工艺中化学沉铜洗涤废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在印制线路板生产过程中所产生的化学沉铜洗涤废水的处理方法。

背景技术

在印制线路板的生产过程中，有一道化学沉铜的工艺。此工艺的特点是不用外加电流，利用化学反应在绝缘材料表面沉积铜膜。该方法不受基材性质的限制，故金属或非金属材料均可采用。另外该方法不受被镀物件表面几何形状的限制，均可获得厚薄均匀的镀层。加以该方法需要的设备简单，所以在印制线路板制作时广泛地使用。

化学沉铜的反应是在化学沉铜液中进行的。该溶液的主要成分包括有铜盐(主要是硫酸铜)、还原剂(主要是甲醛)、络合剂(一般为EDTA钠盐)、pH值调节剂(一般为氢氧化钠)以及少量的稳定剂。在碱性条件下，甲醛将溶液中的铜离子还原后，沉积在被镀物件表面。溶液中代表性的化学反应为：

Cu²⁺+2HCHO+4OH^-→Cu↓+2HCOO^-+H₂↑+2H₂O

在生产工艺中，每次经过沉铜工序后的线路板都要进行浸泡和水洗。这一浸泡和水洗步骤会将上述的沉铜液的一部分带入清洗槽内，而清洗槽内的水最终将会进入线路板厂的废水系统。这项洗涤废水中铜和化学需氧量(COD)均很高，(铜的平均含量约为100ppm，COD的平均含量约为4000ppm)，这给后续的废水处理造成了极大的困难。造成困难的原因主要有两个：第一是该废水中的铜离子是和EDTA形成络合物，非常不易从溶液中除去；第二是因为EDTA的分子十分的稳定，不容易被氧化。

为了氧化分解EDTA，中外的许多专家花费了大量的时间金钱和精力致力于该方面的工作。其中包括有化学氧化法，催化氧化法，均相与非均相氧化法，超临界氧化法以及微电解法等等。基本上所有目前已知的有机废水COD降解方法全都有人试过，但是效果都不是很理想。所以这项废水在排放时往往存在着COD和铜两项均不能达标的问题。

日本公布了许多关于处理化学沉铜废液方面的专利。其中如JP2001262358和JP2002346544专利是仅用烘干法将废液中的水份除去，将药剂回收利用。这种方法在废水体积很大的情况下，基于经济的考虑是不可行的。

如JP56005965、JP60243276和JP61149479等专利是利用铜在强碱的条件下形成氢氧化铜的沉淀析出，EDTA在强酸和低温的条件下形成EDTA结晶析出，用两个步骤将废液中的铜和EDTA回收使用。如JP59101444专利提出在碱性条件下，用甲醛将铜离子还原成元素铜沉淀析出，EDTA在强酸和低温的条件下形成EDTA结晶析出，两者可以回收使用。JP58157959专利提出先将废液酸化，EDTA结晶析出，废液中的铜用离子交换膜析出，两者可以回收使用。

JP3130327专利提出先将废液中的铜用离子交换树脂吸附后，经解析再和净化后的EDTA结合，进行回收使用。美国US4666683专利提出用离子交换树脂吸附铜离子，之后解析回收使用。该方法没有对EDTA进行任何处理。

总之，以上这些方法只考虑了药剂的回收或循环使用，并没有考虑到最终废水中的重金属和COD浓度是否能够达到废水排放标准。

关于处理化学沉铜废液的铜和COD污染物方面，JP2005111296专利提出废液在强碱条件下，铜以氢氧化铜形式沉淀出后，用强酸破坏EDTA分子，再用活性炭吸附其所产生出的小分子有机物。