[发明专利]一种由碱式碳酸铜制备高活性电镀级氧化铜的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化铜生产领域，特别涉及一种由碱式碳酸铜制备高活性电镀级氧化铜的方法。

背景技术

在PCB制造工艺中，传统的电镀工艺是采用铜板做阳极板并补充铜源，因电子元件形状复杂，有孔、有凹凸面等形状，在洞孔中，因电镀液渗透不进去，因而镀不到铜，凸出部分因电流密度大，镀层较厚，凹陷部分电流密度小，镀层较薄，导致产品不合格。

目前市场上PCB制造业普遍水平电镀工艺，该工艺克服了传统工艺的缺点，但该工艺必须在电镀液中补加高纯低氯高活性氧化铜，以保证电镀液铜离子浓度，水平电镀工艺所用的氧化铜除高纯度要求外，还要保证氧化铜在电镀液中有足够快的溶解速度，确保氧化铜在电镀液中30秒以内溶解完。关于氧化铜的生产工艺，在目前公开的一些发明专利中也有涉及，申请号为01127175.2公开的以硫酸铜及铜料为原料，经80-85℃的低温氧化，经结晶得到硫酸铜，然后与氢氧化钠反应，再经球磨、压滤、洗涤、烘干、粉碎制得活性氧化铜的工艺在制氧化铜过程溶液会出现粘稠状态，要经过多次洗涤工序，因此会产生大量的洗涤废水；申请号为200710076208.1公开的以碱性蚀刻废液经蒸氨生产氧化铜的工艺，由于是用碱性蚀刻废液在高温、强碱状态下长时间蒸氨制得，因此氧化铜活性较低；申请号为200710071896.2公开的用硝酸铜与氢氧化钠反应经压滤、干燥、焙烧制氧化铜工艺，会产生二氧化氮或一氧化氮废气，对环境造成一定的污染；申请号为200810067243.1以合成碱式氯化铜为前驱体，再经过与氢氧化钠反应生产单斜晶系氧化铜的生产工艺，但其活性尚未实验验证。目前水平电镀用氧化铜也有以碱式碳酸铜为原料制备的，但一是碱式碳酸铜多由传统工艺得到，铁、铅等杂质含量高，二是大部分厂家采用推板窑煅烧设备煅烧碱式碳酸铜制备电镀级氧化铜，该方法存在以下问题：（1）因窑内温度分布不均匀，反应物料物性也不够均匀，低温部分碱式碳酸铜没有烧透含量不足，而高温部分氧化铜已烧死，失去活性；（2）装料匣钵掉渣带入物料杂质硅、铝、钙等污染产品，使电镀级氧化铜的化学成份无法达到指标要求；（3）因物料是固定床，温度分布不均匀，使生产时间长、能耗高；（4）手工操作，劳动强度大，不能实现自动化。

综上，开发一种生产成本低、污染小、品质好，活性高的水平电镀用氧化铜的制备方法已成为PCB制造业的迫切需求。

 发明内容：

本发明克服了现有工艺的缺陷，提供了一种产品纯度高、含氯量少、生产容易洗涤、污染小、成本低并能保证产品活性的一种由碱式碳酸铜制备高活性电镀级氧化铜的方法。

本发明的技术方案如下：一种由碱式碳酸铜制备高活性电镀级氧化铜的方法，包括以下步骤：

（1）在制备容器内预先装入水，向制备容器内通入液氨，使制备容器内氨水浓度达85~135g/L，然后通入高纯二氧化碳制备碳化氨水，同时开启冷却水管阀门通水冷却，将得到的碳化氨水打入贮存容器；

（2）将铜料装入化铜池中，由贮存容器向化铜池注入步骤（1）所得的碳化氨水；

（3）封死化铜池盖，鼓入空气反应，反应按如下反应式进行：

2Cu+2(NH₄)₂ CO₃+O₂=2Cu(NH₃)₂CO₃ +2H₂O

当检测到铜氨液中铜离子浓度达85~120 g/L时，停止鼓空气，向铜氨液中加入双氧水充分反应后出铜氨料液；

（4）将步骤（3）所得的铜氨料液打入过滤器过滤，将滤液注入贮液容器； 

（5）将步骤（4）所得的贮液容器中的滤液打入反应容器，调节工艺参数，在反应容器中发生蒸氨反应：

3Cu(NH₃)₂CO₃ +H₂O=2CuCO₃ Cu(OH)₂+6NH₃↑+ CO₂↑

得到含有碱式碳酸铜的混合料液，当混合料液中铜离子浓度小于15 g/L时，反应完成，将所得的含有碱式碳酸铜的混合料液打入储料容器；

（6）启动离心机将步骤（5）得到的含有碱式碳酸铜的混合料液放入离心机，甩尽原有的液体后再用去离子水洗涤后出料；

（7）将步骤（6）中离心机所出料装入烘箱，当物料含水≤2%时出料；