酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液再生方法评述

1、57 Printed Circuit Information 印制电路信息 因为具有侧蚀小、蚀率易控制和易再生等特点，所以酸性氯化铜蚀刻液是一种适合精细线路制作、多层板内层制作的蚀刻液。酸性氯化铜蚀刻液体系比较丰富，常见的包括盐酸 氯化铜、盐酸 氯化钠 氯化铜、氯化铵 氯化铜、盐酸 氯化铵 氯化铜等体系。随着高度精细化线路和高层数印制板产量的增加，印制板酸性蚀刻所产生的废液量将大大增加，因此增大了周边环境的负荷，严重危害了操作人员的健康，研究和开发酸性蚀刻液的再生方法和设备已成为印制板生产国污染防治的重要工作 。美国、日本、西欧、中国台湾等研究和开发工作起步较早，而国内的研究较少。为此，首次全

2、面论述了印制板酸性氯化铜液蚀刻过程化学及蚀刻液的再生方法，讨论了各种方法的优缺点，酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液再生方法评述王红华蒋玉思（深圳市成辉环保设备有限公司，广东深圳）（广州有色金属研究院，广东广州）摘要 为了清洁生产、 生态环境和人们健康， 研究和开发酸性氯化铜蚀刻液的再生方法及再生设备，已成为当前印制板制造行业污染防治工作的重点。为此，文章首次论述了印制板酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液的再生方法，讨论了各种方法的优缺点， 进而指出了酸性蚀刻液再生的发展趋势。关键词印制板；酸性蚀刻液 ；蚀刻；再生；氧化还原中图分类号： ，文献标识码： 文章编号：（）The Chemistry of Ac

3、idic Cupric Chloride Etching Process andReview on Regenerating Methods for Cupric Chloride EtchantWANG Hong-hua1 JIANG Yu-si2Abstract Research and development of regenerating methods and equipments for acid cupric chloride etchants,have been stressed in prevention and control of pollution work in th

4、e business of printed circuit boards for cleanproduction, ecosystem and peoples health. The chemistry of the cupric chloride etching process and regeneratingmethods of cupric chloride etchants, were firstly reviewed in the paper. The advantages and disadvantages of differentmethods were discussed, a

5、nd development trend of cupric chloride etchants was pointed out.Key words PCB; cupric chloride etchant; etching; regeneration; oxidation and reduction环境保护Environment & Protection综述与评论59综述与评论 Printed Circuit Information 印制电路信息 Summarization & Comment 同时自身具有一定的危险性 。另外，许多金属回收商不愿回收这种含有盐的蚀刻旧液。（

6、）氯酸钠再生再生反应为： （）可提供初生态的，再生速率快。但是许多金属回收商不愿回收这种含有盐的酸性蚀刻旧液。尽管 再生的蚀刻液具有难回收的弊病，但基于双氧水的不安定性，目前正逐渐成为酸性氯化铜蚀刻液化学再生用主流的氧化剂。（ ）双氧水再生再生反应为：（）的标准电极电位为 ，再生速率快，只需 即可再生。由于盐酸、双氧水中均含有水，加上再生过程中产生一定量的水，所以蚀刻过程中溶液比重不会上升过快。另外，再生过程中不引入杂质离子，容易回收有价金属。不难看出，上述化学再生方法主要是进行 的氧化过程，以提高蚀刻液的氧化还原电位。对于蚀刻液比重的调节，则通过子液、水的补加来进行。排出的蚀刻旧液一般储存在

7、塑料桶（坛）中，由具有环保资质的回收公司拉走进行离线处理。由于酸性蚀刻旧液属于高危险废物，所以在储存、运输和处理过程增加了诸多的风险。为此，在氧化 为 之前，首先提取金属铜，即通过络合萃取、电积提铜、沉淀、结晶等工序，降低蚀刻旧液的比重，然后加入氧化剂，提高蚀刻液的氧化还原能力，以恢复酸性蚀刻液之性能。这种先提取铜后化学氧化的方法，大大减少了蚀刻废液的排放量。图 、图 分别为螯合萃取化学氧化典型的工艺流程和膜电解化学氧化典型的工艺流程。图螯合萃取化学氧化工艺流程图膜电解化学氧化工艺流程显然，上述方法因需加入大量碱液来调节蚀刻液的酸度，这样一方面增加了物料的消耗，另一方面增加了蚀刻液的体积。膜电

8、解化学氧化法，因蚀刻旧液在电解池的阴极区发生了还原反应，所以为达到给定的氧化还原值，将消耗更多的 氧 化 剂 。电化学再生酸性蚀刻液的电化学再生，是一种在线的再生方法，不但使蚀刻液恢复原有的蚀刻效能，而且同时产出具有商业价值的金属铜。该方法不加入任何物料，几乎不排出任何废液、废气，为绿色环保工艺，符合循环经济的要求，是印制电路板制造业实现清洁生产的关键。产出的金属铜，为印制板企业增加额外的销售收入，对利润日益变薄的印制板制造业来说，这是一份不菲的经济贡献。电化学再生又称为电解再生，其基本原理为：在电解池的阳极区，发生氧化反应生成 ；在电解池的阴极区，发生还原反应生成。其实际电极反应式为：阳极区（）阴极区（）按照蚀刻液电化学再生的发展历程，电化学再生方法主要包括常规电解、隔膜电解和离子膜电解等 三 种 ，分 述 如 下：（ ）常规电解常规电解，即电解液为酸性蚀刻旧液，阳极液与阴极液的组成及浓度均相同。最早商业化的酸性蚀刻液电解池，其结构如下：阳极为板状石墨，阴极由一束圆柱杆构成。浸入的阳极与阴极面积比为 。、在前人的基础上改进了电解池，即将阴极设计为一个细长的旋转辊，该辊的边为塑料，外面为钛条。阳极为过渡金属氧化物涂层电极，阳极与阴极的相对面积为 。电解再生时，阴极辊在半圆形的电解槽中缓