[发明专利]酸性蚀刻液循环再生的电解槽装置、系统及应用

说明书

本发明属于蚀刻液处理技术领域，具体公开了一种酸性蚀刻液循环再生的电解槽装置、系统及应用。该装置包括电解槽，还包括主阳极、阴极、隔膜及至少一片偏阳极；隔膜将电解槽形成的腔体分隔成阳极室和阴极室；主阳极设置于阳极室内；阴极设置于阴极室内；偏阳极设置于阳极室内；主阳极、阴极、偏阳极及隔膜两两相互平行且间隔。该装置利用主阳极和偏阳极三维组合的结构，当电解槽接通直流电源时，能有效抑制氯气析出的作用。由该装置形成的系统既有利于环保，又能够很好的回收电解铜及循环再生蚀刻液，实现回收过程无污染排放，同时兼具经济效益和资源重复利用的多重效益。

技术领域

本发明涉及蚀刻液处理术领域，尤其涉及一种酸性蚀刻液循环再生的电解槽装置、系统及应用。

背景技术

在工业生产尤其是PCB的生产中，酸性蚀刻一种常见的蚀刻方式。酸性蚀刻主要是应用酸性氯化物蚀刻液体系来蚀刻覆铜板上的铜，同时应用循环电解的技术来电沉积蚀铜后蚀刻液中的铜，以保证蚀刻液中的铜含量的平衡浓度，同时恢复其蚀铜的各项技术参数，如二价铜离子的浓度，酸度，氧化还原电位等，使经过电化学再生的蚀刻液重新返回PCB生产线，进行蚀铜的操作，达到循环应用的目的。

在电沉积铜的电化学反应中，铜离子在阴极还原成金属铜，在阳极上则是氯离子氧化并以氯气的形式逸出电沉积体系。阳极上析出的氯气除部分消耗于把阳极区的一价铜离子氧化成二价铜离子之外，其余部分氯气通过输送系统进入调节储罐，把其中的蚀刻液调节至合适的参数后，返回PCB生产系统进行蚀铜操作。根据化学反应的物料守恒、电子转移平衡原理，在阴极区电沉积出1000Kg的铜时，相应的就会有约1100Kg的氯气在阳极区析出，其中大部分的氯气用于上述的平衡反应之外，还会有一部分多余的氯气会逸出体系，逸出的氯气会进入大气中，对环境造成污染。因此，目前生产上大多采用碱化合物或氯化亚铁等废料来中和处理这部分多余的氯。

为了更好的避免氯气的逸出，中国专利(申请号：ZL200920062537.5)公布了一种氯化物体系线路板蚀刻液在线提取铜和蚀刻液回用的装置，该装置由至少两级敞口式电解槽单元连接组成，其中所述各级电解槽单元分别由可移动的阴离子膜或具有微渗透性能的隔膜材料将电解槽单元分隔成面积可调整的阳极区和阴极区，且所述各级电解槽单元采用钛基涂覆贵金属氧化物的电极作为阳极，各前级电解槽单元采用钛的三维电极材料作为阴极，各后级电解槽单元采用钛板或铜板的二维电极材料作为阴极，采用单一的直流电源作为各电解槽单元的供电电源。该专利主要技术路径是利用蚀刻液中的一价铜与氯反应生成二价铜，以达到去除氯的目的。

具体是通过调整电化学工艺参数，如阴极区和阳极区的体积比，阴极区溶液和阳极区溶液的流速比，阴极和阳极的面积比等电化学技术参数的改变，如首先让阴极区中的二价铜还原成一价铜，而不是以铜金属的形式在阴极沉积，然后再进行第二阶段的操作，在阴极上电沉积铜，阳极区中的一价铜和反应中生成的氯进行反应得到氯化铜，使得氯离子不能以氯气的形式析出并逸出体系。

该专利在使用过程中，需要时刻监控阴阳极体积、阴阳区溶液流速等的变化，不利于系统自动化生产。

中国专利(申请号：ZL200620061013.0)公布了一种氯化物体系线路板蚀刻液中提取铜的装置，该装置由隔膜材料将电解容器分隔成阳极区和阴极区，其中用导电系数低的金属材料作为阴极，用导电系数高的材料作为阳极。并且，在使用过程中，需要在阳极区加入铁、锌等元素，让其和阳极反应生成的氯发生反应生成氯化物。加入的铁、锌等元素，实际上是起着一个可溶性阳极的作用。该专利存在导电系数高和导电系数低限定不清楚，而且装置中铁、锌为不定因素等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有酸性蚀刻废液在回收金属铜和循环再生酸性蚀刻液过程中出现的装置不能实现自动化，装置参数不确定及容易逸出氯气等问题，提供一种酸性蚀刻液循环再生的电解槽装置。

本发明的另一个目的在于提供一种酸性蚀刻液循环再生的系统及应用。