[发明专利]一种氯气全自动安全高效再生酸性蚀刻液系统

说明书

本发明专利提供一种氯气全自动安全高效再生酸性蚀刻液系统，属于PCB行业印制线路板酸性废液资源化处置技术领域，该系统包括蚀刻系统单元、参数检测系统、物料添加系统、废液自动收集系统、废液电解系统、再生液自动回用系统、中央控制系统和报警控制系统。该系统可以确保氯气安全、高效使用，氯气再生减少60％‑95％的氧化剂使用量，减少40％‑70％的盐酸使用量，同时减少氯气处理40％‑70％液碱使用量，具有极大的经济价值和环保价值。

技术领域

本发明属于PCB行业印制线路板酸性废液资源化处置技术领域，尤其一种氯气全自动安全高效再生酸性蚀刻液系统。

背景技术

印制线路板是重要的电子元件，是连通电子元器件实现复杂功能的载体，印制电路板集成度高，生产工序复杂，其基本原理是在不同底基材料上通过精细铜导线连接各个设置元件，传递信号。所描述的铜导线制作工艺成熟，主要通过前期在底基材料电镀一层具有一定厚度的铜箔，满足线路板的导线要求，在铜箔上面通过光化学原理涂覆一层抗蚀刻材料，利用蚀刻溶液将未受保护的铜箔溶解，再利用其他试剂将抗蚀材料溶解，生成设计线路。

蚀刻溶液经过不断改良，目前已经发展出酸性氯化铜蚀刻液、碱性氯化铜蚀刻液、氯化铁蚀刻液、硫酸/双氧水蚀刻液等五种常见蚀刻溶液。其中酸性氯化铜蚀刻液、碱性氯化铜蚀刻液使用范围最广，发展最为成熟，配套蚀刻设备完善。酸性氯化铜蚀刻液主要成分为氯化铜、盐酸、氯化钠、氯化铵以及其他微量辅助原料。碱性氯化铜蚀刻液主要成分为氯化铜、氨水、氯化铵以及其他微量辅助原料。酸性氯化铜蚀刻液(以下简称‘酸性蚀刻液’)、碱性氯化铜蚀刻液(以下简称‘碱性蚀刻液’)根据各自特点不同，分别用于蚀刻不同类型线路板，基本原理均是蚀刻液中二价铜离子氧化溶解铜箔，生成一价铜离子，通过补充氧化剂将一价铜离子氧化为二价铜离子，同时补充其他消耗成分，维持蚀刻液蚀刻能力不变。碱性蚀刻液由于铜离子络合形态比较活泼，在蚀刻过程中生成的一价铜离子可以被空气中的氧气不断氧化，所以不需要补充液体氧化剂，而酸性蚀刻液铜离子络合形态无法被空气中氧气快速氧化，无法满足高蚀铜要求，所以衍生出盐酸氯化铜加氯酸钠蚀刻液体系、盐酸氯化铜加双氧水体系两种，在蚀刻过程中需要动态添加氧化剂和其他消耗成分，这就使得酸性蚀刻控制过程比碱性蚀刻过程更加复杂。

酸性蚀刻液主要成分为氯化铜、盐酸、氯化钠、氯化铵以及其他微量辅助原料，其中铜离子浓度高达120-160g/L，盐酸含量在1.0-3.0mol/L，盐(氯化钠和氯化铵)浓度高达40-70g/L，是一种高重金属、高盐、高酸溶液，目前处置方法主要有两种，一种方法是分离回收金属铜、酸和盐；另外一种方法是部分溶液循环使用，其余溶液仍采用分离提纯各个成分或者制取其他更有经济价值产品。

中国专利CN201110231641.4公开了一种以酸性蚀刻液为原料制备氧化铜的方法，将酸性蚀刻液用碱调至PH为10-13，加纯水后在反应罐中加热120-200℃反应2-10h，洗涤、干燥后得到氧化铜。中国专利CN201610364240.9公开了一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法及装置，将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液控制在一定PH范围内连续添加中和，保持温度在48-51℃，经过过滤干燥，得到氧氯化铜。中国专利CN201611161135.1公开了一种方法利用蒸馏回收盐酸，结晶回收氯化钠，电解回收铜的工艺。中国专利CN201921306790.0公开了一种酸性蚀刻液生产硫酸铜系统，利用碱性蚀刻液调节酸性蚀刻液pH至一定范围，通过沉淀、压滤、热溶解、抽滤结晶、烘干吹脱等工序，合成硫酸铜。上述方法均利用化工反应，利用各种物质对PH、温度的差异，通过加入碱和加热的方法对蚀刻液中铜离子、盐酸、氯化钠、氯化铵等物质进行分离，过程控制比较复杂，且所需设备较多，成本投入较大，对于中小型线路板厂产生的酸性蚀刻液不具竞争优势。