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硫酸双氧水工艺代替硝酸剥挂具铜工艺


用途及特点

RS-884是以H2SO4/H2O2为基础的快速液,可以应用于蚀刻处理,以及其他需要快速蚀刻制程,有以下特点:

1、铜面洁净,且呈粉红色粗糙均匀;

2、操作温度低,蚀刻速度快,处理时间短;

3、喷淋和浸泡制程均可应用;

4、废水处理容易;

5、极少浓烟、雾及刺激气味。

产品特性

         观:无色至淡黄色液体或有少许浑浊

     味:无刺激味道

     质:中性

使用方法

     缸:RS-884    4-6%

            H2SO4    10-15%

            35%H2O2  8-12%

操作条件

1、设备:

槽体:槽体建议用聚乙烯和聚丙烯材料,PVC、CPVC也可,如用SUS材料,建议使用前先用硝酸钝化的SUS。

2、喷淋传输机需适当的装置通风系统。

3、建议用冷却系统以控制作业温度。

4、参数:温度:30±2℃

         时间:30-60 s

         处理方式:喷淋处理(减铜速度:喷淋8-13um/min)

         流程:除油(磨刷)、水洗、减薄铜、水洗、烘干

槽液控制与维护

1、槽液参数控制:

   Cu2+ ≤40 g/L

   H2SO410-15%

   35%H2O28-12%

2、添加方式:(分析补加时RS-884:H2O2=1:3)(以减5um计)

每生产100 ㎡板添加RS-884   6-10 L

                          H2SO4   15-20 L

                         35%H2O2 20-30 L

也可使用自动添加:按上述比例配制好一定浓度的预添加剂,按生产板的数量进行补加。

    3、更槽标准:铜离子达到40g/L时,排掉2/3药液,保留部分母液,补加水和各药水。

分析方法

铜离子(Cu2+)的分析

试剂:PH=10 缓冲液、0.1MEDTA标准液、0.1% PAN指示剂

① 1ml工作液于250ml锥形瓶;

② 加入50ml  DI水,加入10ml PH=10缓冲液

③ 加入3-5滴PAN指示剂,用0.1N EDTA滴定至黄色,记录其消耗体积为V毫升;

计算:CU2+(g/L)=6.354×VEDTA

控制范围:小于40 g/L。

35%双氧水(H2O2)的分析

试剂:20%H2SO4 、亚铁离子指示剂、0.1N硫酸柿铵

① 1ml工作液于250ml锥形瓶;

② 加入25mlDI水,加入10ml20%H2SO4

③ 3-5滴亚铁离子指示剂,用0.1N硫酸柿铵标准溶液滴定至浅蓝色。

④ 计算:35%H2O2%)=4.25×滴定消耗量×N

控制范围:8%-12%

硫酸(H2SO4)的分析

试剂:甲基橙指示剂、1N 氢氧化钠

① 5ml工作液于250ml锥形瓶;

② 加入50ml DI水;

③ 3-5滴甲基橙指示剂,用1N NaOH滴至橙黄色,记录其消耗体积为V毫升。

④ 计算: H2SO4%(V/V)=VNaOH×N×0.53

控制范围:10%-15%

注意事项

1、贮存于阴凉通风处;

2、避免接触皮肤及眼睛,使用时请注意穿戴必要的防护用品,若不慎溅及皮肤或眼睛上,请先用大量清水冲洗,再去就医;

3、若本物质泄漏,请用沙土掩住或用大量水稀释。

电解原理

电解缸的蚀刻液阳极阴极通电后,溶液中的铜离子(Cu)向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称氯化铜)。由于这些离子与铜离子相比不易析出,所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。

电能转变为化学能的过程,即直流电通过电解槽,在电极溶液界面上进行电化学反应的过程 。通电时,在外电场的作用下,蚀刻液中的正、负离子分别向阴 、阳极迁移 ,离子在电极 - 溶液界面上进行电化学反应。在阴极上进行还原反应。 电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段,许多很难进行的氧化还原反应,都可以通过电解来实现。例如:可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟,熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用,许多有色金属和稀有金属的冶炼及金属的精炼,基本化工产品的制备,还有电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解实现的。

技术介绍

旋流电解技术是一种有效分离和提纯金属的方法,是一种能够对有价金属进行选择性电解(电积)的新技术,特别适合于冶金行业进行低浓度溶液、成份复杂溶液的选择性电解(电积)分离和提纯,以及将废水中重金属离子进行剥离。

1.工作原理

所有的电解技术均建立在电化学基础理论之上,旋流电解技术也不例外。传统的电解技术是将阴阳极放置在缓慢流动或停滞的槽体内,在电场的作用下,阴离子向阳极定向移动,阳离子向阴极定向移动,通过控制一定的技术条件,欲获得的金属阳离子在阴极得到电子沉积析出,从而得到电解产品。

2.阴极反应

金属离子在阴极得到电子形成金属

Me+(aq)+e- →Me(S)

3.阳极反应:

阴极得到的电子需要通过阳极失去电子来平衡。阳极有几个可能的反应,最主要的反应是溶液中的水氧化产生氧气,反应如下:

2H2O → O2(g)+4H++4e-

当电解液中的金属浓度降低时,很难保证金属在阴极还原而不发生其它反应。在金属浓度较低时最容易发生的化学反应是氢气的产生,如下:

2H+(aq)+2e- → H2(g)

旋流电解技术是基于各金属离子理论析出电位(E¢)的差异,即欲被提取的出来。

金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差,则电位较正的金属易于在阴极优先析出,其关键是通过高速溶液流动来消除浓差极化等对电解的不利因素,避免了传统电解过程受多种因素(离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、pH值等)影响的限制,可以通过简单的技术条件生产出高质量的金属产品。

技术资料清单

  每个旋流电解装置用不锈钢(钛)作为阴极筒体,用富有弹性的不锈钢板(钛 板)作为阴极始极片,放置在筒体内并紧贴在内壁,阴极导电面积为0.5m2(1m2), 根据溶液中金属离子浓度的不同,最终控制阴极析出产品,阴极可以析出金属板材或金属粉末,阳极采用钛涂层阳极。 3)装置的主要部件:  (1)阴极组件:电解装置的阴极,为电解装置的主要部分。板材采用直径150mm的不锈钢管或钛管加工成形,粉体采用直径200mm的不锈钢管或钛管加工成形。  (2)阳极组件:是该装置核心部件,直径为50mm,材质为钛材涂SC3。为适应不同的环境介质,钛涂材料将不同。  (3)端部(ABS):电解装置端部由ABS塑料模压并机加工成形。此部分有溶液的进出口,并与相应的进出管道相连接。同时在顶部端头部分配备了气体排出口。  (4)端盖:在每个端部配备了一个端盖,采用螺纹形式连接。  (5)其它:如阴极电连接器、阴极屏蔽、内插管及各密封。  图中各表号依次表示:1.上端盖、2.阳极定位杆、3.上部连接器、4.外槽体、5.阳极、6.阴极、7.下部连接器、8. 密封组件、9.电气连接组件、10. 下端盖

3.工作过程 

    旋流电解装置的作业过程:溶液在输液泵的作用下从槽底进入旋流槽,在槽体内高速流动,阴极析出金属沉积物,由于采用惰性阳极,因此在阳极上析出气体,该气体通过槽顶的排气装置随时排除并集中进行后序处理。旋流槽工作以若干个槽体为一个模块,单个旋流槽相当于传统电解槽的一对阴阳极。阴极产物定期(一般情况,阴极在达到25到30公斤的重量时需要进行采集)从顶部取出(粉末从底部),重新放入始极片后继续电解。

环保效益分析

我们的技术开发战略是从污染源头来预防而不是被动地从事后治理污染的角度出发。对PCB企业各工序的污染源特征进行本质分析,以确定其采用循环使用、清洁生产的技术可能性;针对各工序(即污染源)产出的不同类型液体废物(废蚀刻液、一次洗涤废水、)之具体特点,分别实行资源化、和无害化战略,对其有价值部分进行回收,有用部分进行完全回用,以确保PCB企业蚀刻工序在生产品质上更稳定、含铜废液零排放、使生产成本大幅降低(≥75%)。