CN103556211A - 一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备。目前电路板制造行业中铜面粗化工艺每月每生产线废液排放量均在30吨以上，而且每月排放的30吨废液中废含铜800公斤没有办法高效的回收利用。本印制电路板铜表面微蚀粗化设备包括微蚀主槽、电镀附槽、循环管路和电源，所述微蚀主槽和电镀附槽通过两循环管道连接并连通，微蚀主槽和电镀附槽中均充有微蚀药水，其中电镀附槽中设有至少一块阳极钛板和至少一块阴极钛板，其中阳极钛板与电源正极电连接、阴极钛板与电源负极电连接，阳极钛板与阴极钛板下端均伸入微蚀药水内。本发明通过微蚀药液的循环利用和微蚀废铜的电解回收，不但显著的减少了工业废水排放，而且避免了铜金属的资源浪费。

Description

一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备
技术领域
本发明涉及印刷电路板制作技术领域，特别涉及一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备。
背景技术
近年来随着电子行业的迅猛发展，作为电子工业基础环节，印制电路板行业一直保持10-20%的年增长速度，目前国内有多种规模的印制电路板生产企业3500多家，月产量达到1.2亿平方米。
在印制电路板的制造过程中，需要消耗大量精铜，据统计国内的印制电路板生产企业精铜消耗量在6万吨/月以上，产出的铜蚀刻废液中总铜量在5万吨/月以上，而铜是一种存在于土壤及人畜体内的重金属元素，土壤中含量一般在0.2ppm左右，过量的铜会与人畜体内的酶发生沉淀/络合反应，发生酶中毒而丧失生理功能。自然界中的铜通过水体、植物等转移至人畜体内，如果摄入量过高，将使人畜体内的微量元素平衡遭到破坏，导致重金属在体内的不正常积累，产生致病变性、致癌性等结果。这样，在印制电路板的制造过程中产生的大量铜蚀刻废液，如不及时有效处理，无疑会对环境尤其是印制电路板厂周边地区的水资源和土壤造成了严重污染隐患。中国的工业废水排放标准中，铜的监控指标为0.5ppm，饮用水标准为0.03ppm，欧美的相关标准则更加严厉。由于印制电路板加工产生的废铜蚀刻液中，铜含量为几十至上百克/升，因此，国家环保总局将印制电路板废铜蚀刻液(废蚀铜液)定位为危险液体废物，规定就地处理，禁止越境转移。
目前电路板制造行业中铜面粗化工艺有两种处理方法，一种是先用硫酸+双氧水+水配槽，然后放入覆铜板进行铜面微蚀粗化，一边加药水硫酸和双氧水一边排废液；另一种是先用(硫酸+过硫酸钠+水)配槽，然后放入覆铜板进行铜面微蚀粗化，一边加药水（硫酸和过硫酸钠）一边排废液。这两种方法每月每生产线废液排放量均在30吨以上，而且每月排放的30吨废液中废含铜800公斤没有办法高效的回收利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备。
为解决上述技术问题，本印制电路板铜表面微蚀粗化设备包括微蚀主槽、电镀附槽、循环管路和电源，所述微蚀主槽和电镀附槽通过两循环管道连接并连通，微蚀主槽和电镀附槽中均充有微蚀药水，其中电镀附槽中设有至少一块阳极钛板和至少一块阴极钛板，其中阳极钛板与电源正极电连接、阴极钛板与电源负极电连接，阳极钛板与阴极钛板下端均伸入微蚀药水内。
作为优化，所述微蚀药水为硫酸，三价铁盐和去离子水溶液按照一定比例配制而成。
如此设计，先用硫酸+三价铁+去离子水配微蚀主槽，然后放入覆铜板，利用如下反应原理：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，进行铜面微蚀粗化；再于电镀附槽中将铜离子，利用如下反应原理：Cu2++2e-=CuFe2+-e-=Fe3+电镀出来成纯铜。主槽与附槽之间达成平衡。
作为优化，所述电镀附槽中设有两块阳极钛板和一块阴极钛板，其中阳极钛板设置在阴极钛板两侧。如此设计，析出金属铜位置集中，便于收集。
作为优化，所述电镀附槽中相互间隔布设有四块阳极钛板和三块阴极钛板。如此设计，金属铜的析出效率高。
作为优化，所述微蚀主槽长为3000mm、宽为800mm、高为1000mm；所述电镀附槽长为1600mm、宽为800mm、高为1000mm；所述循环管道的外径为40mm。
本印制电路板铜表面微蚀粗化方法包括以下步骤：
步骤1）：将硫酸、三价盐的去离子水溶液按照一定比例混合均匀，制得微蚀药水；
步骤2）：将步骤1）制得的微蚀药水充入将在如权利要求1至5任一所述的微蚀主槽，至微蚀药水充满微蚀主槽和电镀附槽；
步骤3）：将电路覆铜板置入微蚀主槽内，微蚀一段时间；
步骤4）：开启电源，电镀附槽内阴极钛板处开始析出金属铜；
步骤5）：微蚀结束后取出电路覆铜板，继续通电一段时间；
步骤6）：断开电源，收集阴极钛板附近析出的金属铜。
本发明一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备结构简单、使用方便，其通过微蚀药液的循环利用和微蚀废铜的电解回收，不但显著的减少了工业废水排放，一个月一条生产线废水由30吨减少到1吨，而且避免了铜金属的资源浪费，一个月一条生产线可回收出800kg纯铜。
附图说明
下面结合附图对本发明一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法及其设备作进一步说明：
图1是本印制电路板铜表面微蚀粗化设备的实施方式一的平面结构示意图；
图2是本印制电路板铜表面微蚀粗化设备的实施方式二的立体结构示意图。
图中：1-微蚀主槽、2-电镀附槽、3-循环管路、4-微蚀药水、5-阳极钛板、6-阴极钛板、7-电路覆铜板。
具体实施方式
实施方式一：如图1所示，本印制电路板铜表面微蚀粗化设备包括微蚀主槽1、电镀附槽2、循环管路3和电源，所述微蚀主槽1和电镀附槽2通过两循环管道3连接并连通，微蚀主槽1和电镀附槽2中均充有微蚀药水4，其中电镀附槽2中设有至少一块阳极钛板5和至少一块阴极钛板6，其中阳极钛板5与电源正极电连接、阴极钛板6与电源负极电连接，阳极钛板5与阴极钛板6下端均伸入微蚀药水4内。
所述微蚀药水4为硫酸，三价铁盐和去离子水溶液按照一定比例配制而成。
所述电镀附槽2中设有两块阳极钛板5和一块阴极钛板6，其中阳极钛板5设置在阴极钛板6两侧。
所述微蚀主槽1长为3000mm、宽为800mm、高为1000mm；所述电镀附槽2长为1600mm、宽为800mm、高为1000mm；所述循环管道3的外径为40mm。
本印制电路板铜表面微蚀粗化方法包括以下步骤：
步骤1）：将硫酸、三价盐的去离子水溶液按照一定比例混合均匀，制得微蚀药水4；
步骤2）：将步骤1）制得的微蚀药水4充入将在如权利要求1至5任一所述的微蚀主槽1，至微蚀药水4充满微蚀主槽1和电镀附槽2；
步骤3）：将电路覆铜板7置入微蚀主槽1内，微蚀一段时间；
步骤4）：开启电源，电镀附槽2内阴极钛板6处开始析出金属铜；
步骤5）：微蚀结束后取出电路覆铜板7，继续通电一段时间；
步骤6）：断开电源，收集阴极钛板6附近析出的金属铜。
实施方式二：如图2所示：本印制电路板铜表面微蚀粗化设备包括微蚀主槽1、电镀附槽2、循环管路3和电源，所述微蚀主槽1和电镀附槽2通过两循环管道3连接并连通，微蚀主槽1和电镀附槽2中均充有微蚀药水4，其中电镀附槽2中设有至少一块阳极钛板5和至少一块阴极钛板6，其中阳极钛板5与电源正极电连接、阴极钛板6与电源负极电连接，阳极钛板5与阴极钛板6下端均伸入微蚀药水4内。
所述微蚀药水4为硫酸，三价铁盐和去离子水溶液按照一定比例配制而成。
所述电镀附槽2中相互间隔布设有四块阳极钛板5和三块阴极钛板6。如此设计，金属铜的析出效率高。
所述微蚀主槽1长为3000mm、宽为800mm、高为1000mm；所述电镀附槽2长为1600mm、宽为800mm、高为1000mm；所述循环管道3的外径为40mm。
本印制电路板铜表面微蚀粗化方法包括以下步骤：
步骤1）：将硫酸、三价盐的去离子水溶液按照一定比例混合均匀，制得微蚀药水4；
步骤2）：将步骤1）制得的微蚀药水4充入将在如权利要求1至5任一所述的微蚀主槽1，至微蚀药水4充满微蚀主槽1和电镀附槽2；
步骤3）：将电路覆铜板7置入微蚀主槽1内，微蚀一段时间；
步骤4）：开启电源，电镀附槽2内阴极钛板6处开始析出金属铜；
步骤5）：微蚀结束后取出电路覆铜板7，继续通电一段时间；
步骤6）：断开电源，收集阴极钛板6附近析出的金属铜。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种印制电路板铜表面微蚀粗化设备，其特征是：包括微蚀主槽（1）、电镀附槽（2）、循环管路（3）和电源，所述微蚀主槽（1）和电镀附槽（2）通过两循环管道（3）连接并连通，微蚀主槽（1）和电镀附槽（2）中均充有微蚀药水（4），其中电镀附槽（2）中设有至少一块阳极钛板（5）和至少一块阴极钛板（6），其中阳极钛板（5）与电源正极电连接、阴极钛板（6）与电源负极电连接，阳极钛板（5）与阴极钛板（6）下端均伸入微蚀药水（4）内。
2.根据权利要求1所述的印制电路板铜表面微蚀粗设备，其特征是：所述微蚀药水（4）为硫酸，三价铁盐和去离子水溶液按照一定比例配制而成。
3.根据权利要求2所述的印制电路板铜表面微蚀粗设备，其特征是：所述电镀附槽（2）中设有两块阳极钛板（5）和一块阴极钛板（6），其中阳极钛板（5）设置在阴极钛板（6）两侧。
4.根据权利要求2所述的印制电路板铜表面微蚀粗设备，其特征是：所述电镀附槽（2）中相互间隔布设有四块阳极钛板（5）和三块阴极钛板（6）。
5.根据权利要求3或4所述的印制电路板铜表面微蚀粗设备，其特征是：所述微蚀主槽（1）长为3000mm、宽为800mm、高为1000mm；所述电镀附槽（2）长为1600mm、宽为800mm、高为1000mm；所述循环管道（3）的外径为40mm。
6.一种印制电路板铜表面微蚀粗化方法，其特征是：该方法包括以下步骤，
步骤1）：将硫酸、三价盐的去离子水溶液按照一定比例混合均匀，制得微蚀药水（4）；
步骤2）：将步骤1）制得的微蚀药水（4）充入将在如权利要求1至5任一所述的微蚀主槽（1），至微蚀药水（4）充满微蚀主槽（1）和电镀附槽（2）；
步骤3）：将电路覆铜板（7）置入微蚀主槽（1）内，微蚀一段时间；
步骤4）：开启电源，电镀附槽（2）内阴极钛板（6）处开始析出金属铜；
步骤5）：微蚀结束后取出电路覆铜板（7），继续通电一段时间；
步骤6）：断开电源，收集阴极钛板（6）附近析出的金属铜。
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