[发明专利]一种PCB电镀铜与酸性蚀刻协同进行的方法

说明书

本发明涉及PCB制造过程中铜资源循环再生利用技术领域，提供了一种PCB电镀铜与酸性蚀刻协同进行的方法，该方法首先对酸性蚀刻废液进行预处理，然后用两种萃取剂分别萃取分离蚀刻废液中的盐酸与铜离子，分离铜后的蚀刻废液与分离出的盐酸进行混合，补充添加剂后调配成再生蚀刻液回用线路板蚀刻生产线，萃取剂携带的铜离子用电镀铜药水进行反萃得到的高铜电镀药水回用至电镀铜生产线，电镀铜生产线无需再采购昂贵的磷铜球或是氧化铜粉，蚀刻生产线无需再外购盐酸，实现了电镀铜生产线与酸性蚀刻生产线协同生产，避免了蚀刻废液外运处置二次污染环境的风险，具有良好的生态环境与经济效益。

技术领域

本发明涉及PCB制造过程中铜资源循环再生利用技术领域，具体涉及一种PCB电镀铜与酸性蚀刻协同进行的方法。

背景技术

在人们的生活中，所有自动控制的产品，大到宇宙飞船，飞机高铁、汽车轮船，小到电脑、手机，甚至很多人携带的计步器，都需要电路板（PCB）传输，才能达到自动控制。PCB是电子产品元器件的支撑体，是当今信息社会最基础的硬件载体，PCB产业是中国电子信息产业的支柱产业，其增长率与电子信息产业呈同比率增长。通过几十年的PCB生产实践，PCB生产工艺有了很大的改进。PCB的制备线路图的方法仍使用减量法工艺，也即覆铜板通过开料、贴膜、图形转移、显影、内层蚀刻、退膜等工序制作出线路图形，然后经过压合、钻孔、电镀铜、外层制作等工序完成线路板生产。其中内层蚀刻步骤中采用酸性蚀刻方法，蚀刻液中氧化还原电位与铜离子浓度保持在一定的区域内维持蚀刻速率，蚀刻过程中需要不断添加氧化剂与盐酸，同时溢流出来的蚀刻液变成蚀刻废液，酸性蚀刻废液主要成分为氯化铜与盐酸（含铜10%左右），据环保工作者顾明事等于2018年3月在《环境工程学报》的第8卷第2期中发表了论文《江苏省含铜蚀刻废液处置利用行业现状及管理对策研究》，声称2016年仅江苏省地区PCB企业产生52万吨PCB含铜蚀刻废液。全国PCB含铜废液年产生量有百万吨以上，废液含铜10万吨以上，另一方面国内线路板（PCB）产业电镀铜对磷铜球、氧化铜、硫酸铜每年需求量折合金属铜也有10万吨以上。

目前，PCB含铜废液一般是由线路板企业以较低的价格出售给具有危险废物处理资质的企业进行处理，危险废物处理企业将收运的蚀刻废液综合回收利用蚀刻废液中的铜制备成铜盐产品，废水进行无害化处理后达标排放。中国专利授权发明CN103693673B公开了一种利用酸性含铜蚀刻废液生产电镀级硫酸铜的生产方法，该方法通过清水或氧化铜生产母液或硫酸铜生产母液与酸性含铜蚀刻废液和混合碱液反应生成高纯度氧化铜，控制反应体系温度在70-90℃，pH值在8.5-9之间，所述混合碱液为强碱弱酸盐与强碱混合，其质量比为1:6-1:8；再往清水或电镀级硫酸铜生产母液里加入上述制得的高纯度氧化铜和浓硫酸，控制反应pH值在0.1-3之间，制得电镀级硫酸铜。本发明工艺简单、成本低、产品达电镀级，可持续生产，不引入氨氮，从而减少后续处理工序，但是该工艺与目前传统的用氨水中和处理酸性蚀刻废液相比，未引进氨氮，能制备出电镀级硫酸铜（高纯硫酸铜仍然需要进一步提纯处理以期降低钠离子等杂质），但该工艺仍然有大量的高盐废水（氯化钠）需要排放，处理不当会造成环境污染。鉴于传统工艺会对环境造成影响，近些年行业内开发出了酸性蚀刻废液在线回收再生工艺。

中国授权实用新型专利CN202492581U公开了公开了一种用于印制线路板酸性蚀刻液循环再生装置，包括蚀刻废液储存槽、复合隔膜电解槽、蚀刻液中转槽和再生蚀刻液调配槽，其中复合隔膜电解槽通过复合隔膜分为阳极室和阴极室；其中蚀刻液中转槽一端连通所述蚀刻缸，另一端连通所述阴极室；其中蚀刻废液储存槽一端连通所述蚀刻缸，另一端连通所述阴极室；其中再生蚀刻液槽将所述阳极室和所述蚀刻缸相连通。该装置既解决了现有技术中额外地添加氧化剂来氧化亚铜离子的技术问题，降低了生成成本，而且不添加杂质到再生的蚀刻液中，保证了再生的蚀刻液和新鲜的蚀刻液的一致性；同时还可以回收纯度很高的阴极铜，而且没有废水排放，实现了蚀刻工序清洁生产，该套装置可以使得酸性蚀刻液得到循环再生，但是其隔膜电解槽阳极室产生的氯气很难被吸收完全，目前一般的处理方法是用液碱吸收，而液碱成本很高，即使通过多级吸收，氯气仍然存在泄漏的风险，该装置回收的阴极铜虽然纯度很高，但物理性能很差，需要重新熔炉处理后才能达到工业应用的标准，其出售的价格较低。