[发明专利]表面处理湿制程含磷无电镍的镀液成分的循环利用方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种无电镀镍之镀液成分的循环利用方法，其通过在表面处理湿制程中利用纳米筛网装置及逆渗透膜装置回收次磷酸型无电镀镍(Hypophosphite Type Electroless Nickel)的镀液或清洗液中所含的镍。

背景技术

许多机械设备、生产工具、半导体产品或电子组件载具都需要特定的表面处理以改善其表面机械强度并防止刮伤或龟裂，或提高抗氧化或抗腐蚀能力，或加强结合力，或增进视觉美观效果。由于镍具有相当良好的保护功能，比如耐酸、耐硷、耐腐蚀，因此一般常使用电镀镍或化学镀镍的表面处理制程，用以形成高质量的镍层。

在半导体的集成电路(IC)的构装制程中，尤其是对于覆晶(Flip Chip)和晶圆级芯片尺寸构装(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)，需要形成凸块底下金属层(Under Bump Metallurgy，UBM)，用以当作凸块(Bump)与铝垫(Al Pad)之间的焊接表面(Solderable Surface)和扩散阻障层(Diffusion Barrier Layer)，而无电镀(化学电镀)镍金(Electroless Nickel/Gold，E-Ni/Au)制程来生长较厚的UBM层。

此外，在当作电子组件载具的印刷电路板(PCB)中，需要形成金手指(Gold Finger)或边接头(Edge Connector)，用以连接插槽(Slot)，而金手指中金层与铜层之间常需要形成镍层，以作为金层与铜层之间的屏障，防止铜漂移(Migration)。因此，需要无电镀或化学镀镍(Electroless Nickel，E-Ni)制程以形成所需的镍层。

在现有技术中，形成所需镍层后，还需要进行清洗处理，以去除残留在镍层上的镀液，而一般是利用清洗槽容置当作清洗液的去离子水，并以浸泡方式清洗镍层的表面，所以清洗后的清洗液会包含少量的镀液成分。

一般的，磷酸型无电镀镍(Hypophosphate Type Electroless Nickel)的镀液可包含镍离子、还原剂、螯合剂(错合剂)、酸硷缓冲剂、稳定剂，其中镍离子是来自无机盐类，比如硫酸镍；还原剂可包括次磷酸钠(NaH2PO2)，用以进行镍离子的还原反应；螯合剂可包括柠檬酸(Citric Acid)、正磷酸、苹果酸(malic acid)、乳酸、琥珀酸(succinic acid)、氨基乙酸(glycine)、醋酸，可藉错化合反应以控制镀液中自由镍离子的活性；酸碱缓冲剂可包括无机酸、氢氧化铵、氢氧化钠，缓冲镀液用以在析出镍层时酸碱值持续下降的变化；稳定剂，比如羟基酸(Hydroxyl Acid)，可锁住微细沉淀物，比如铋(Bi)、铅(Pb)、锡(Sn)催化剂，以防止变成还原反应的成核位置，可避免镀液被分解。

在形成镍层的过程中，镀液中的镍离子还原成金属镍，且正磷酸氧化成正磷酸，因此需要不断补充新的这些化合物，而清洗液所包含的镀液成分，比如镍离子，需要进行回收以符合环保法规的规定，同时，镍、磷酸、羟基酸是昂贵的原料，需要再利用以降低整体制程的成本。

在回收镍的现有技术中，一般是将其他湿制程中所产生的废水集中后，由废水处理设备进行可再利用资源的回收以及有害物质的去除或减低化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)，形成最终污泥，再以掩埋处理。然而，现有技术的缺点在于，集中后的废水量相当庞大，需要大型的废水处理设备，且所含有的待处理物质太复杂且多样，影响整体回收处理的经济效率及操作可靠度。

因此，需要一种表面处理湿制程含磷无电镀镍的镀液成分的循环利用方法，可即时处理镀液及清洗液中可再利用物质的回收，同时不产生污泥，进而解决上述现有技术的问题。

发明内容