CN208201129U - 碱性蚀刻液循环再生*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种碱性蚀刻液循环再生***，用于PCB板的碱性蚀刻制造。该碱性蚀刻液循环再生***包括蚀刻生产线、蚀刻液收集装置、电解装置及再生装置。其中，蚀刻生产线设有蚀刻液流出口和再生子液流入口；蚀刻液收集装置设有第一进口和第一出口；电解装置包括槽体和盖设槽体槽口的盖板，槽体内设有电极，槽体的下端设有第二进口，槽体的上端设有第二出口，电解装置设有集气口；再生装置包括再生液收集槽、水槽和调配槽，再生液收集槽和水槽分别连通调配槽；其中，蚀刻液流出口连通第一进口，第一出口连通第二进口，第二出口连通再生液收集槽，集气口连通水槽，调配槽连通再生子液流入口。本实用新型技术方案简化操作，实现零废水排放。

Description

碱性蚀刻液循环再生***

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，特别涉及一种碱性蚀刻液循环换再生***。

背景技术

印制电路板(Printed Circuit Board)，简称PCB板，制造过程一般采用碱性蚀刻工序。首先，需要在线路板的元器件图形部位电镀抗蚀合金，或者涂敷有机化合物的抗蚀剂。然后使用氯化铜溶液将线路板上未通过抗蚀保护的部分的铜进行溶解，进行蚀刻。蚀刻完毕后，去除抗蚀层。在此过程中，氯化铜和单质铜在碱性蚀刻液的条件下发生反应产生亚铜离子。随着蚀刻过程的进行，蚀刻液中的氯化铜浓度不断降低，氯化铜与铜的反应速率逐渐减慢，蚀刻速率降低。同时亚铜离子的浓度不断升高，由于亚铜离子的不稳定性，在碱性环境下生成氢氧化亚铜沉淀。导致蚀刻液中的离子浓度达不到蚀刻要求而需要重新更换新的蚀刻液。然而更换产生的蚀刻废液含有大量的铜离子、氯离子、铵离子，属危险化学废物，直接排放不仅造成资源浪费，而且会对环境造成严重污染。

目前处理上述蚀刻废液的方法主要采用萃取-电积工艺，即利用铜萃取剂对铜进行萃取，将萃取所得的铜再通过反萃取和电积获得高纯度的阴极铜，萃取铜后的剩余溶液通过加入试剂调整溶液性能，重复用于蚀刻过程。这样的操作，一方面由于铜萃取剂在萃取过程中会带有铵离子，会降低铜萃取剂的循环使用次数，需用水对铜萃取剂进行水洗后再进行反萃取，此过程中会产生大量废液。另一方面，操作过程繁琐。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种碱性蚀刻液循环再生***，旨在简化操作，实现零废水排放。

为实现上述目的，本实用新型提出的碱性蚀刻液循环再生***，用于PCB板的碱性蚀刻制造，包括：蚀刻生产线，设有蚀刻液流出口和再生子液流入口；蚀刻液收集装置，设有第一进口和第一出口；电解装置，包括槽体和盖设所述槽体槽口的盖板，所述槽体内设有电极，所述槽体的下端设有第二进口，所述槽体的上端设有第二出口，所述电解装置设有集气口；再生装置，包括再生液收集槽、水槽和调配槽，所述再生液收集槽和所述水槽分别连通所述调配槽；其中，所述蚀刻液流出口与所述第一进口连通，所述第一出口与所述第二进口连通，所述第二出口与所述再生液收集槽连通，所述集气口与所述水槽连通，所述再生液流入口与所述调配槽连通。

可选地，所述电解装置的槽体包括第一部分和第二部分，所述第一部分的顶部和底部对应连通所述第二部分的顶部和底部，所述第二进口和所述第二出口设于所述第一部分，所述集气口设于所述第二部分，所述第二部分内设有所述电极。

可选地，所述再生装置还包括再生子液槽，所述再生子液槽连通所述调配槽和所述再生液流入口。

可选地，所述第一部分和所述第二部分之间设有水泵，所述水泵的进口端连通所述第一部分的底部，所述水泵的出口端连通所述第二部分的底部。

可选地，所述蚀刻液收集装置和所述电解装置之间设有连接泵，所述连接泵的进口端连通所述蚀刻液收集装置，所述连接泵的出口端连接连通所述电解装置。

可选地，所述蚀刻液收集装置还包括流量计，所述流量计设于所述第一出口。

可选地，所述第一部分还设有冷却装置。

可选地，所述冷却装置为钛冷却管。

可选地，所述集气口与所述水槽之间设有连接管，所述连接管的一端连通所述集气口，所述连接管的另一端设至所述水槽的水溶液中。

本实用新型技术方案通过采用电解装置和再生装置，使蚀刻生产线与蚀刻液收集装置、电解装置和再生装置形成完整的蚀刻液循环再生***。一方面，利用电解装置直接对含有铜离子的蚀刻液进行电解，得到金属铜，同时获得除去大量铜离子的再生液，并产生氨气，此装置结构简单，且只需通过电解操作，简化了操作过程。另一方面，通过再生装置对再生液和氨气分别进行回收，并通过对再生液和吸收氨气的弱碱性溶液的调配，获得用于蚀刻液生产线进行蚀刻的再生子液，实现对蚀刻废液处理后的副产物的充分利用，避免了废水的产生和排放，实现了废水的零排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型碱性蚀刻液循环再生***一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	碱性蚀刻液循环再生***	10	蚀刻液生产线
20	蚀刻液收集装置	21	流量计
				22	连接泵	30	电解装置
31	第一部分	32	第二部分
				40	再生装置	41	再生液收集槽
42	水槽	43	调配槽
				44	再生子液槽	50	金属铜

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种碱性蚀刻液循环再生***，用于PCB板的碱性蚀刻制造。

参照图1，在本实用新型实施例中，该碱性蚀刻液循环再生***1包括蚀刻生产线10、蚀刻液收集装置20、电解装置30及再生装置40。其中，蚀刻生产线10设有蚀刻液流出口和再生子液流入口；蚀刻液收集装置20设有第一进口和第一出口；电解装置30，包括槽体(图未示)和盖设槽体槽口的盖板(图未示)，槽体内设有电极(图未示)，槽体的下端设有第二进口，槽体的上端设有第二出口，电解装置30设有集气口；再生装置40，包括再生液收集槽41、水槽42和调配槽43，再生液收集槽41和水槽42分别连通调配槽43；其中，蚀刻液流出口与第一进口连通，第一出口与第二进口连通，第二出口与再生液收集槽41连通，集气口与水槽42连通，再生液流入口与调配槽43连通。

具体地，蚀刻生产线10设有蚀刻液流出口和再生子液流入口，使蚀刻过程中产生的蚀刻液通过蚀刻液流出口流出，使循环再生后得到的再生子液通过再生子液流入口流入蚀刻生产线10，进行蚀刻生产。

蚀刻液收集装置20设有第一进口和第一出口，使第一进口连通蚀刻液流出口，使得蚀刻生产线10中产生的蚀刻液通过第一进口流入蚀刻液收集装置20，以便对蚀刻废液进行收集和存放。再通过第一出口将蚀刻液输送出，以对蚀刻液进行下一步的处理。该蚀刻液收集装置20根据需要可采用一个或多个收集槽或收集桶。

本实用新型直接采用电解的方式对蚀刻液进行处理，设有电解装置30。电解装置30包括槽体和盖设于槽体槽口处的盖板，以使电解装置30形成密闭腔体，防止电解过程中产生的气体逸出，有利于对产生的化学气体进行收集和处理，进行充分利用。槽体的下端设有第二进口，槽体的上端设有第二出口，使第二进口连通第一出口，使蚀刻液收集装置20收集的蚀刻液通过第二进口流入电解装置30。蚀刻液中具有较高的铜离子浓度，从槽体的下端流入，使得电解装置30腔体内溶液的下半部分具有较高的铜离子浓度。电极对该部分溶液进行电解，通过电解，析出单质铜，同时溶液中的铜离子浓度大量降低。由于电解过程中会产生气流，且电解后的溶液比重较电解前溶液比重低，使得电解后的溶液向槽体内溶液的上部流动，在槽体内溶液上部形成含有极少量铜离子的再生液。且蚀刻液是弱碱性溶液，含有铵离子，电解过程中会产生氨气，氨气具有刺激性气味，使电解装置30设有集气口，通过集气口将氨气进行收集，避免对环境造成污染。

为了对电解后产生的再生液和氨气进行回收利用，设置再生装置40。再生装置40包括再生液收集槽41、水槽42和调配槽43，使再生液收集槽41连通第二出口，使得电解后的再生液通过第二出口流入至再生液收集槽41；使水槽42连通集气口，使得电解产生的氨气通过集气口进入水槽42，且因氨气在水中有较好的溶解度，通过水槽42对氨气进行吸收，得到呈弱碱性的氨水。并使再生液收集槽41和水槽42分别连通调配槽43，使调配槽43连通再生子液流入口，在调配槽43内利用再生液和弱碱性的氨水重新调配用于蚀刻生产线10中的再生子液，再生子液通过再生子液流入口流进蚀刻生产线10，实现对再生液和电解产生的氨气的全利用，完全避免了废水废气的排放。

本实用新型技术方案通过采用电解装置30和再生装置40，使蚀刻生产线10与蚀刻液收集装置20、电解装置30和再生装置40形成完整的蚀刻液循环再生***1。一方面，利用电解装置30直接对含有铜离子的蚀刻液进行电解，得到金属铜50，同时获得除去大量铜离子的再生液，并产生氨气，此装置结构简单，且只需通过电解操作，简化了操作过程。另一方面，通过再生装置40对再生液和氨气分别进行回收，并通过对再生液和吸收氨气的弱碱性溶液的调配，获得用于蚀刻液生产线进行蚀刻的再生子液，实现对蚀刻废液处理后的副产物的充分利用，避免了废水的产生和排放，实现了废水的零排放。

如图1所示，电解装置30的槽体包括第一部分31和第二部分32，第一部分31的顶部和底部对应连通第二部分32的顶部和底部，第二进口和第二出口设于第一部分31，集气口设于第二部分32，第二部分32内设有电极。蚀刻液从蚀刻液收集装置20通过第二进口流入第一部分31，并从第一部分31的底部流至第二部分32的底部，在第二部分32内通过电极发生电解。由于蚀刻液通过第二部分32的底部进入，电解过程中，含有铜离子浓度较高的蚀刻液处于电解溶液中的电极的下部。电解后的再生液通过电解的气流和自身的比重升至电解溶液中的上部。因蚀刻液源源不断的流入，随着电解的进行，再生液可从第二部分32的上部溢流返回到第一部分31。此时，再生液的流动分为两个部分。一部分再生液向下流动，与处于第一部分31中的蚀刻液进行混合，从而调整了蚀刻液中的铜离子浓度。另一部分通过第二出口流出至再生液收集槽41，对再生液进行回收。通过使集气口设于第二部分32，便于对电解后产生的气体直接进行回收。

通过第一部分31和第二部分32，使蚀刻液从第一部分31的底部流入第二部分32，并在第二部分32中随着电解向上流动，电解后再生液从第二部分32的顶部溢流返回至第一部分31，并在第一部分31中向下流动混合并向外流动。在第一部分31和第二部分32之间形成了循环回路的流道。并且，在电解开始前，预先调设使第二部分32中溶液的铜离子浓度保持在10～55g/L，电解开始后，通过使第一部分31中蚀刻液的流入，控制铜离子浓度在20～40g/L。这是因为，若电解溶液中铜离子的浓度过高，高于55g/L，通过电解使金属铜50析出要求较高的电流密度，从而要求高的电压，高的电压不仅容易超出额定电压，需要变压，而且容易产生安全隐患。若电解中铜离子溶度低于20g/L，使得铜离子不容易电解析出或析出较慢，电解效率较低。

如图1所示，再生装置40还包括再生子液槽44，再生子液槽44连通调配槽43和再生液流入口。通过再生子液槽44对调配后的溶液进行进一步的调配和存放，以获得满足蚀刻生产线10使用要求的再生子液。

如图1所示，第一部分31和第二部分32之间设有水泵，水泵的进口端连通第一部分31的底部，水泵的出口端连通第二部分32的底部。通过水泵连通，以在使用过程中，根据电解进行的程度，控制水泵开启和流量，以对第二部分32中电解的进行控制，方便操作。

如图1所示，蚀刻液收集装置20和电解装置30之间设有连接泵22，连接泵22的进口端连通蚀刻液收集装置20，连接泵22的出口端连通电解装置30。通过连接泵22便于将蚀刻液从蚀刻液收集装置20输送至电解装置30，操作方便。

为了控制蚀刻液从蚀刻液收集装置20流至电解装置30的流量，蚀刻液收集装置20还包括流量计21，流量计21设于第一出口。通过流量计21控制蚀刻液的流量，以控制电解装置30中的铜离子浓度，提高电解效率。

如图1所示，第一部分31还设有冷却装置(图未示)。对第一部分31中再生液和蚀刻液的混合溶液进行冷却。控制第一部分31中的溶液温度保持在30～35℃，一方面，通过降温使具有低温的混合溶液进入第二部分32，以降低第二部分32中的溶液温度，避免因电解产生的热量使容易具有过高的温度。另一方面，通过冷却减少水溶液的挥发，保证混合溶液中的铜离子浓度。

本实施例中，冷却装置为钛冷却管。钛冷却管可装配于第一部分31的的底部，也可装配于第一部分31的侧壁。当然了，也可采用其他的冷却装置，如冰水机或冷水塔，使冰水机或冷水塔的水凝管设于第一部分31。

进一步地，集气口与水槽42之间设有连接管(图未示)，连接管的一端连通集气口，连接管的另一端设至水槽42的水溶液中。将电解释放出的氨气通过连接管直接引入至水槽42的水溶液中，使氨气直接溶于水溶液中，使得水溶液对氨气进行最大限度的吸收和利用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种碱性蚀刻液循环再生***，用于PCB板的碱性蚀刻制造，其特征在于，包括：

蚀刻生产线，设有蚀刻液流出口和再生子液流入口；

蚀刻液收集装置，设有第一进口和第一出口；

电解装置，包括槽体和盖设所述槽体槽口的盖板，所述槽体内设有电极，所述槽体的下端设有第二进口，所述槽体的上端设有第二出口，所述电解装置设有集气口；

再生装置，包括再生液收集槽、水槽和调配槽，所述再生液收集槽和所述水槽分别连通所述调配槽；

其中，所述蚀刻液流出口与所述第一进口连通，所述第一出口与所述第二进口连通，所述第二出口与所述再生液收集槽连通，所述集气口与所述水槽连通，所述再生液流入口与所述调配槽连通。

2.如权利要求1所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述电解装置的槽体包括第一部分和第二部分，所述第一部分的顶部和底部对应连通所述第二部分的顶部和底部，所述第二进口和所述第二出口设于所述第一部分，所述集气口设于所述第二部分，所述第二部分内设有所述电极。

3.如权利要求2所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述再生装置还包括再生子液槽，所述再生子液槽连通所述调配槽和所述再生液流入口。

4.如权利要求3所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分之间设有水泵，所述水泵的进口端连通所述第一部分的底部，所述水泵的出口端连通所述第二部分的底部。

5.如权利要求4所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述蚀刻液收集装置和所述电解装置之间设有连接泵，所述连接泵的进口端连通所述蚀刻液收集装置，所述连接泵的出口端连通所述电解装置。

6.如权利要求5所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述蚀刻液收集装置还包括流量计，所述流量计设于所述第一出口。

7.如权利要求2所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述第一部分还设有冷却装置。

8.如权利要求7所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述冷却装置为钛冷却管。

9.如权利要求2所述的碱性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述集气口与所述水槽之间设有连接管，所述连接管的一端连通所述集气口，所述连接管的另一端设至所述水槽的水溶液中。