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JP3220564B2 - Etching equipment - Google Patents

Etching equipment

Info

Publication number
JP3220564B2
JP3220564B2 JP12829293A JP12829293A JP3220564B2 JP 3220564 B2 JP3220564 B2 JP 3220564B2 JP 12829293 A JP12829293 A JP 12829293A JP 12829293 A JP12829293 A JP 12829293A JP 3220564 B2 JP3220564 B2 JP 3220564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
etching solution
cupric chloride
solution
concentration
Prior art date
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JP12829293A
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Japanese (ja)
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JPH06316778A (en
Inventor
俊郎 吉川
克弘 木村
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Tsurumi Soda Co Ltd
Original Assignee
Tsurumi Soda Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tsurumi Soda Co Ltd filed Critical Tsurumi Soda Co Ltd
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Publication of JP3220564B2 publication Critical patent/JP3220564B2/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46Regeneration of etching compositions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えば銅プリント基板を
塩化第二銅エッチング液でエッチングするエッチング処
理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching apparatus for etching, for example, a copper printed circuit board with a cupric chloride etching solution.

【0002】[0002]

【従来の技術】塩化第二銅エッチング液による銅プリン
ト基板のエッチング法は一般に民生用、産業機器用など
幅広い分野で多く利用されている。このエッチング液を
用いて被エッチング材である銅(Cu)をエッチング処
理する反応機構は下記の(1)式により示され、この反
応により塩化第二銅(CuCl2 )は塩化第一銅(Cu
Cl)になる。 Cu+CuCl2 =2CuCl …(1) この塩化第一銅は水に対する溶解度が小さく難溶性であ
るが、塩化第二銅エッチング液に約7〜8%含まれる塩
酸(HCl)により銅錯体を形成してエッチング処理後
の溶液中に溶解している。しかしながらこの塩化第一銅
は銅の溶解能力がないので、エッチング液中にこの塩化
第一銅が存在するとエッチング速度(銅の単位時間当た
りの溶解量)が低下し、このため被エッチング材のエッ
チング処理の効率が著しく悪化する。
2. Description of the Related Art A copper printed circuit board etching method using a cupric chloride etching solution is generally widely used in a wide range of fields such as consumer use and industrial equipment. The reaction mechanism for etching copper (Cu), which is the material to be etched, using this etchant is shown by the following equation (1), and cupric chloride (CuCl 2 ) is converted to cuprous chloride (Cu) by this reaction.
Cl). Cu + CuCl 2 = 2CuCl (1) This cuprous chloride has low solubility in water and is hardly soluble, but forms a copper complex with hydrochloric acid (HCl) contained in about 7 to 8% of a cupric chloride etching solution. It is dissolved in the solution after the etching process. However, since cuprous chloride does not have the ability to dissolve copper, the presence of the cuprous chloride in the etching solution lowers the etching rate (dissolution amount of copper per unit time), thereby etching the material to be etched. The processing efficiency is significantly reduced.

【0003】また塩化第二銅エッチング液を用いたエッ
チング反応は、もともと塩化第二鉄エッチング液を用い
たエッチング反応よりエッチング速度が遅いので、なる
べく新液に近い状態でエッチング処理を行うことが必要
であり、従来から例えばエッチング液の塩化第一銅濃度
が所定値を越えたときに、上述のエッチング反応で生成
する塩化第一銅を酸化して速やかに塩化第二銅を再生す
る方法が採られている。塩化第一銅を酸化する方法とし
ては、過酸化水素水(H2 2 )を酸化剤として用いる
と共に、酸化の際に消費される塩素イオン(Cl- )を
補充するために塩酸を添加することにより、エッチング
液中の塩化第一銅を塩化第二銅に酸化再生する方法が採
用されている。このときの反応式を下記の(2)式に示
す。 2CuCl+2HCl+H2 2 =2CuCl2 +H2 O …(2)
Since the etching reaction using a cupric chloride etching solution is originally slower than the etching reaction using a ferric chloride etching solution, it is necessary to perform the etching treatment in a state as close as possible to a new solution. Conventionally, for example, when the concentration of cuprous chloride in an etching solution exceeds a predetermined value, a method of oxidizing cuprous chloride generated by the above-described etching reaction to quickly regenerate cupric chloride has been adopted. Have been. As a method of oxidizing cuprous chloride, aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used as an oxidizing agent, and hydrochloric acid is added to supplement chlorine ions (Cl ) consumed in the oxidation. Accordingly, a method of oxidizing and regenerating cuprous chloride in an etching solution to cupric chloride has been adopted. The reaction formula at this time is shown in the following formula (2). 2CuCl + 2HCl + H 2 O 2 = 2CuCl 2 + H 2 O ... (2)

【0004】[0004]

【課題が解決しようとしている課題】しかしながら上述
の酸化再生法では、酸化剤として用いられる過酸化水素
水、及び塩素イオンの補給のために添加される塩酸は共
に、市販されている溶液のうち最大濃度のものが通常3
5%溶液であるため、処理後のエッチング液の再生処理
には、これらの使用に伴い反応系に常に65%の水分が
持ち込まれる。従って再生処理によりエッチング液はそ
の水分量に応じて増量するし、このためその増加分をエ
ッチング処理プロセスの系外へ取出し、別途廃液処理を
行う必要があった。
However, in the above-mentioned oxidation regeneration method, both the aqueous hydrogen peroxide used as an oxidizing agent and the hydrochloric acid added for replenishing chloride ions are the largest of the commercially available solutions. The concentration is usually 3
Since the solution is a 5% solution, 65% moisture is always brought into the reaction system due to the use of the etchant after the treatment for regenerating the etching solution. Therefore, the amount of the etching solution increases in accordance with the amount of water by the regeneration process. Therefore, it is necessary to take out the increased amount to the outside of the system of the etching process and separately perform a waste liquid treatment.

【0005】この廃液処理においては、有用な銅を回収
するために、例えば鉄スクラップと反応させて塩化第二
銅から金属銅を取出したり、あるいはアルカリ剤と反応
させて塩化第二銅を酸化銅に変えて取出すようにしてい
るが、いずれの場合もエッチング液の増加した分をエッ
チング処理プロセスの系外へ取出さなければならず、し
かも上述のような大掛かりな廃液処理施設は、エッチン
グ処理を行う工場例えばプリント基板の製造工場内に付
属施設としては設置しにくいことから、通常は専用な廃
液処理施設、例えばエッチング液の製造工場にエッチン
グ液の増加分を運搬しなければならない。そして前者の
場合には生成物である塩化第一鉄液について、アルカリ
剤による中和処理をし、生成する沈殿物は濾過される
が、この沈殿物は利用価値が無いので海洋投棄または陸
上に投棄(埋め立て)などをしなくてはならないので大
変なコストが掛かる。また後者の場合には直接に中和す
るので中和のためのアルカリ剤のコストが掛かる。
[0005] In this waste liquid treatment, in order to recover useful copper, for example, metallic copper is removed from cupric chloride by reaction with iron scrap, or cupric oxide is reacted with an alkaline agent to recover copper. However, in any case, the increased amount of the etching solution must be taken out of the system of the etching process, and the large-scale waste liquid treatment facility as described above requires the etching process. Since it is difficult to install as an auxiliary facility in a factory where the processing is performed, for example, a factory for manufacturing a printed circuit board, the increased amount of the etching solution must be usually transported to a dedicated waste liquid processing facility, for example, a factory for manufacturing an etching solution. In the former case, the ferrous chloride solution, which is a product, is neutralized with an alkali agent, and the resulting precipitate is filtered.However, this precipitate has no use value, so it is dumped into the sea or land. It has to be dumped (landfilled), which is very costly. In the latter case, since the neutralization is performed directly, the cost of an alkali agent for the neutralization is required.

【0006】従って従来は、エッチング処理を行えば行
うほど、それに伴う再生処理によって、常にエッチング
液が増加し、その増加したエッチング液を系外へ取出し
て運搬し、上述のような廃液処理を行わなければならな
いので、手間が多くまたコストがかかるという問題があ
った。
Therefore, conventionally, the more the etching process is performed, the more the etching solution is constantly increased due to the regenerating process accompanying the etching process. The increased etching solution is taken out of the system and transported, and the above-described waste liquid process is performed. However, there is a problem that it requires much labor and costs.

【0007】更に過酸化水素水には、その強い酸化作用
により、手や足などの皮膚に付着すると水泡状の薬傷を
起こすという危険性があるほか、下記の(3)式に示す
ような自己分解する性質があるため、保管が制限され管
理が煩わしいという問題があった。 2H2 2 =2H2 O+O2 …(3) 本発明はこのような事情のもとになされたものであり、
その目的は、エッチング処理後のエッチング液の再生を
容易にしかも経済的に行うことができるエッチング処理
装置を提供することにある。
Further, due to the strong oxidizing effect of hydrogen peroxide water, there is a danger of causing a blister-like chemical wound when it adheres to skin such as hands and feet, and also as shown in the following formula (3). Due to the nature of self-decomposition, there is a problem that storage is restricted and management is troublesome. 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (3) The present invention has been made under such circumstances.
It is an object of the present invention to provide an etching apparatus capable of easily and economically regenerating an etching solution after an etching process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】塩化第二銅溶液からなる
エッチング液を用いて銅をエッチング処理するエッチン
グ反応部と、前記エッチング反応部より流出するエッチ
ング液を前記エッチング反応部に循環して供給するため
の循環路と、この循環路中のエッチング液に空気または
酸素ガスを供給し、これによりエッチング液中の塩化第
一銅を酸化して塩化第二銅を再生する酸化ガス供給手段
と、前記循環路に接続され、前記循環路中のエッチング
液に塩酸を添加し、塩析反応によりエッチング液中の塩
化第二銅を析出させる晶析部と、前記晶析部に接続さ
れ、この晶析部において析出した塩化第二銅を前記エッ
チング液から分離させる固液分離手段と、を有し、前記
循環路中のエッチング液の塩化第一銅濃度が所定範囲よ
りも高くなったときに前記酸化ガス供給手段により前記
エッチング液に空気または酸素ガスを供給して塩化第二
銅を再生し、 前記循環路中のエッチング液の塩化第二銅
濃度が所定範囲よりも高くなったときに、前記晶析部に
前記エッチング液を供給してここでエッチング液中の塩
化第二銅を析出させることを特徴とする。
An etching reaction portion for etching copper using an etching solution comprising a cupric chloride solution, and an etching solution flowing from the etching reaction portion is circulated to the etching reaction portion and supplied to the etching reaction portion. A circulating passage for supplying air or oxygen gas to the etching solution in the circulating passage, thereby oxidizing cuprous chloride in the etching solution to regenerate cupric chloride; A crystallization section connected to the circulation path, for adding hydrochloric acid to the etching solution in the circulation path, and depositing cupric chloride in the etching solution by a salting-out reaction , and connected to the crystallization section.
Is, anda solid-liquid separation means for separating from the etching solution was cupric chloride precipitated in the crystal analyzing unit, wherein
The cuprous chloride concentration in the etching solution in the circulation
The oxidizing gas supply means when the
Supply air or oxygen gas to the etching solution
Regenerate copper, cupric chloride of etching solution in the circulation path
When the concentration becomes higher than the predetermined range, the crystallization portion
Supplying the etching solution, wherein the salt in the etching solution is
Characterized in that cupric chloride is deposited.

【0009】[0009]

【作用】塩化第二銅エッチング液を用いて銅のエッチン
グ処理を行うと、エッチング液中のエッチング反応生成
物である塩化第一銅の量が増加してくる。そこでこの塩
化第一銅を空気または酸素ガスにより酸化して塩化第二
銅を再生し、この再生された塩化第二銅により更にエッ
チング処理を行なう。このようにエッチング処理と塩化
第二銅の再生を繰り返すと、次第にエッチング液中の塩
化第二銅濃度が高くなってくる。そこで塩化第二銅が例
えばほぼ飽和状態に溶解したエッチング液に塩酸を添加
することにより、塩析反応を利用して塩化第二銅を析出
させ固液分離して結晶として取り出し、濾液は更にエッ
チング液として使用する。
When copper is etched using a cupric chloride etching solution, the amount of cuprous chloride as an etching reaction product in the etching solution increases. Therefore, the cuprous chloride is oxidized with air or oxygen gas to regenerate cupric chloride, and the regenerated cupric chloride is further subjected to an etching process. When the etching treatment and the regeneration of cupric chloride are repeated in this way, the concentration of cupric chloride in the etching solution gradually increases. Therefore, for example, by adding hydrochloric acid to an etching solution in which cupric chloride is dissolved in a substantially saturated state, cupric chloride is precipitated using a salting-out reaction, solid-liquid separated, taken out as crystals, and the filtrate is further etched. Use as a liquid.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図1
は本発明のエッチング処理装置の実施例を示す図であ
り、図中1は、例えば銅プリント基板等の被エッチング
材を塩化第二銅エッチング液でエッチング処理するため
のエッチング反応槽である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
FIG. 1 is a view showing an embodiment of an etching apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an etching reaction tank for etching a material to be etched such as a copper printed board with a cupric chloride etching solution.

【0011】このエッチング反応槽1内には、被エッチ
ング材を搬送する搬送路11と、当該搬送路11の上下
両側に取り付けられて、被エッチング材に上下両方向か
らエッチング液を吹き付けるスプレ−手段12が設けら
れており、この搬送路11とスプレ−手段12とにより
エッチング反応部が構成されている。またエッチング反
応槽1の底部は、スプレ−手段12により被エッチング
材に吹き付けられて流れ落ちたエッチングを貯留する液
留部13となっている。
The etching reaction tank 1 has a transport path 11 for transporting the material to be etched, and spray means 12 attached to the upper and lower sides of the transport path 11 for spraying the etchant on the material to be etched from both upper and lower directions. The conveying path 11 and the spraying means 12 constitute an etching reaction section. The bottom of the etching reaction tank 1 is a liquid storage section 13 for storing the etching that has been sprayed onto the material to be etched by the spraying means 12 and has flowed down.

【0012】更に前記エッチング反応槽1には、当該エ
ッチング反応槽1の液留部13のエッチング液を循環さ
せるために、ポンプ21及びバルブ22を介して、第1
の循環路Aが設けられており、この第1の循環路Aのエ
ッチング反応槽1とポンプ21との間には、エッチング
反応槽1から流出したエッチング液を貯留するための再
生液槽2が配設されている。この再生液槽2には、再生
液槽2内のエッチング液中に含まれている塩化第二銅の
濃度を検出するための例えば比重計24と、塩酸濃度を
検出するための塩酸濃度計26が設けられている。
Further, in order to circulate the etching solution in the liquid reservoir 13 of the etching reaction tank 1, the first etching reaction tank 1 is provided with a first pump 21 and a valve 22.
A circulation path A is provided between the etching reaction tank 1 and the pump 21 in the first circulation path A. A regenerating liquid tank 2 for storing the etching liquid flowing out of the etching reaction tank 1 is provided. It is arranged. The regenerating solution tank 2 has, for example, a hydrometer 24 for detecting the concentration of cupric chloride contained in the etching solution in the regenerating solution tank 2 and a hydrochloric acid concentration meter 26 for detecting the hydrochloric acid concentration. Is provided.

【0013】また循環路Aのポンプ21の下流側には、
循環路A中を流れるエッチング液に空気または酸素ガス
を供給するように酸化ガス供給手段3が配設されると共
に、酸化ガス供給手段3とバルブ22との間に、循環路
A中を流れるエッチング液中に含まれている、被エッチ
ング材である銅と塩化第二銅との反応生成物である塩化
第一銅の濃度を検出するための例えば酸化還元計23が
設けられている。更に循環路Aには、ポンプ21と酸化
ガス供給手段3との間から分岐して再生液槽2にエッチ
ング液を循環させるための第2の循環路Bが設けられて
おり、この第2の循環路Bにはバルブ25、晶析部をな
す晶析槽4、ポンプ43及び固液分離手段5がこの順に
介設されている。また晶析槽4には塩酸を添加するため
の塩酸供給手段7が設けられている。
On the downstream side of the pump 21 in the circulation path A,
The oxidizing gas supply means 3 is provided so as to supply air or oxygen gas to the etching solution flowing in the circulation path A, and the etching flowing in the circulation path A is provided between the oxidation gas supply means 3 and the valve 22. For example, an oxidation-reduction meter 23 is provided for detecting the concentration of cuprous chloride, which is a reaction product of copper as the material to be etched and cupric chloride, contained in the liquid. Further, the circulation path A is provided with a second circulation path B for circulating the etching liquid from the pump 21 and the oxidizing gas supply means 3 and circulating the etching liquid into the regenerating liquid tank 2. In the circulation path B, a valve 25, a crystallization tank 4 forming a crystallization part, a pump 43, and a solid-liquid separation means 5 are provided in this order. The crystallization tank 4 is provided with hydrochloric acid supply means 7 for adding hydrochloric acid.

【0014】前記晶析槽4は、エッチング液を例えば約
15〜20℃に冷却すると共に、塩酸供給手段7により
塩酸を添加することにより、エッチング液中に溶解して
いる塩化第二銅を結晶化させて析出させるための槽であ
り、例えばタンク41内に冷媒例えば冷却水が通流され
る冷却パイプ42を配設して構成される。また前記固液
分離手段5は、晶析部4で析出した塩化第二銅結晶と、
塩化第二銅溶液とを固液分離するためのものであって例
えば遠心分離器からなり、ここで分離された濾液は第2
の循環路Bによりエッチング反応槽1に送られる。
The crystallization tank 4 cools the etching solution to, for example, about 15 to 20 ° C., and adds hydrochloric acid by a hydrochloric acid supply means 7 to crystallize the cupric chloride dissolved in the etching solution. This is a tank for forming and depositing, for example, a cooling pipe 42 through which a refrigerant, for example, cooling water flows, in a tank 41, for example. Further, the solid-liquid separation means 5 comprises: a cupric chloride crystal precipitated in the crystallization section 4;
It is for separating solid and liquid from a cupric chloride solution and comprises, for example, a centrifugal separator.
Is sent to the etching reaction tank 1 by the circulation path B.

【0015】またこの実施例では、酸化還元計23の出
力信号即ち塩化第一銅の濃度に基づいて、酸化ガス供給
手段3の酸素ガスの供給、停止を制御したり、比重計2
4の出力信号即ち塩化第二銅の濃度に応じてバルブ25
を開閉制御してエッチング液の冷却、結晶析出、固液分
離の一連のプロセスのタイミングを制御したり、また塩
酸濃度計26の出力信号即ち塩酸濃度に基づいて晶析反
応時の塩酸の供給、停止を制御するための制御手段6が
設けられている。更に例えば循環路A及びBにおける反
応槽1への供給口付近に、エッチング液の温度を約50
℃に加熱するための加熱手段(図示せず)が設けられて
いる。
In this embodiment, the supply and stop of the oxygen gas in the oxidizing gas supply means 3 are controlled based on the output signal of the redox meter 23, that is, the concentration of cuprous chloride.
The valve 25 according to the output signal of 4, ie, the concentration of cupric chloride.
Control the timing of a series of processes of cooling the etching solution, crystal deposition, and solid-liquid separation by controlling the opening and closing of the etching solution. Control means 6 for controlling the stop is provided. Further, for example, the temperature of the etching solution is set to about 50 in the circulation paths A and B near the supply port to the reaction tank 1.
A heating means (not shown) for heating to ° C is provided.

【0016】次に上述の実施例の作用について説明す
る。エッチング反応槽1内では、搬送路11に沿って送
られる銅プリント基板に対して例えば上下両面から塩化
第二銅エッチング液(CuCl2 =21%、HCL=8
%)が加熱手段により例えば約50℃に加熱され、スプ
レー手段12により吹き付けられてエッチング処理、即
ち上述の(1)式に示す反応が行なわれている。エッチ
ング処理後のエッチング液は、液留部13から第1の循
環路Aを介して再生液槽2へ流出し、再生液槽2内へ貯
留され、エッチング反応槽1へ戻される。
Next, the operation of the above embodiment will be described. In the etching reaction tank 1, a cupric chloride etching solution (CuCl 2 = 21%, HCL = 8) is applied to the copper printed circuit board sent along the transport path 11 from both upper and lower surfaces.
%) Is heated to, for example, about 50 ° C. by the heating means and sprayed by the spray means 12 to perform the etching process, that is, the reaction represented by the above formula (1). The etching liquid after the etching process flows out of the liquid storage section 13 to the regenerating liquid tank 2 via the first circulation path A, is stored in the regenerating liquid tank 2, and is returned to the etching reaction tank 1.

【0017】ここで再生液槽2内へ貯留され循環路Aを
介してエッチング反応槽1に戻されるエッチング液に
は、エッチング反応生成物である塩化第一銅と未反応の
塩化第二銅とが含まれており、再生液槽2内において、
比重計24により液比重を測定することで塩化第二銅の
濃度を監視し、塩酸濃度計26により塩酸濃度を測定す
ることにより塩化第二銅の飽和濃度を監視すると共に、
循環路Aの途中に設けられた酸化還元計23により塩化
第二銅と塩化第一銅との濃度比を測定することで塩化第
一銅の濃度を監視して、その検出されたデータは制御手
段6へ出力される。
Here, the etching liquid stored in the regenerating liquid tank 2 and returned to the etching reaction tank 1 through the circulation path A includes cuprous chloride as an etching reaction product and unreacted cupric chloride. And in the regenerating liquid tank 2,
The concentration of cupric chloride is monitored by measuring the liquid specific gravity with a hydrometer 24, and the saturated concentration of cupric chloride is monitored by measuring the hydrochloric acid concentration with a hydrochloric acid concentration meter 26.
The concentration of cuprous chloride is monitored by measuring the concentration ratio of cupric chloride to cuprous chloride by an oxidation-reduction meter 23 provided in the middle of the circulation path A, and the detected data is controlled. Output to means 6.

【0018】このときエッチング処理が進行するにつれ
て、第1の循環路Aを流れるエッチング液の塩化第一銅
濃度が高くなってくるが、エッチング液中の塩化第一銅
濃度が予め設定された上限値を越えると、酸化還元計2
3の検出値に基づいて制御手段6より酸化ガス供給手段
3へ動作指令が出力される。この結果酸化ガス供給手段
3から第1の循環路A内を流れるエッチング液に対して
空気または酸素ガスが供給され、これによりエッチング
液中のエッチング能力のない塩化第一銅は、下記の
(4)式に示すように、エッチング能力のある塩化第二
銅に再生され、この反応によりエッチング液は再び銅を
溶解する能力、つまりエッチング力を持つことになる。
また塩化第二銅エッチング液中の塩酸が上述反応により
一部消費されることにより塩化第二銅の飽和濃度が上昇
し、さらに多くの銅を溶解することが可能となる。
At this time, as the etching process proceeds, the concentration of cuprous chloride in the etching solution flowing through the first circulation path A increases, but the concentration of cuprous chloride in the etching solution is set to a predetermined upper limit. If it exceeds the value, redox meter 2
An operation command is output from the control means 6 to the oxidizing gas supply means 3 based on the detected value of the control signal 3. As a result, air or oxygen gas is supplied from the oxidizing gas supply means 3 to the etchant flowing in the first circulation path A, whereby cuprous chloride having no etching ability in the etchant is converted into the following (4) As shown in equation (2), cupric chloride having an etching ability is regenerated, and by this reaction, the etching solution has the ability to dissolve copper again, that is, the etching ability.
In addition, since the hydrochloric acid in the cupric chloride etching solution is partially consumed by the above-described reaction, the saturation concentration of cupric chloride increases, so that more copper can be dissolved.

【0019】 4CuCl+O2 +4HCl=4CuCl2 +2H2 O …(4) そして塩化第一銅濃度が徐々に低くなり予め設定された
下限値よりも低くなると、制御手段6から酸化ガス供給
手段3へ停止指令が出力されて空気または酸素ガスの供
給が停止する。
4CuCl + O 2 + 4HCl = 4CuCl 2 + 2H 2 O (4) When the concentration of cuprous chloride gradually decreases and becomes lower than a preset lower limit, a stop command is sent from the control means 6 to the oxidizing gas supply means 3. Is output and the supply of air or oxygen gas is stopped.

【0020】このようにしてエッチング反応槽1内にお
けるエッチング処理と、酸化ガス供給手段3による塩化
第二銅の再生処理とを繰り返し行なうと、次第にエッチ
ング液中の塩化第二銅濃度が高くなり、酸素による酸化
分だけエッチング液中の塩酸が消費されて、やがて銅の
溶解量が飽和状態に近くなる。そして再生液槽2内に貯
留されるエッチング液中の塩化第二銅濃度が、予め設定
された設定値を越えて高くなると、比重計24の検出値
に基づいて制御手段6よりバルブ25の図示しないバル
ブ駆動部に作動信号が出力され、第2の循環路Bを介し
て晶析槽4へエッチング液が送られる。
As described above, when the etching treatment in the etching reaction tank 1 and the regeneration treatment of cupric chloride by the oxidizing gas supply means 3 are repeatedly performed, the concentration of cupric chloride in the etching solution gradually increases, Hydrochloric acid in the etching solution is consumed by an amount oxidized by oxygen, and the dissolved amount of copper eventually approaches a saturated state. When the concentration of cupric chloride in the etching solution stored in the regenerating solution tank 2 rises above a preset value, the control means 6 controls the valve 25 based on the detection value of the hydrometer 24 to show the valve 25. An operation signal is output to the valve drive unit that does not perform the etching, and the etchant is sent to the crystallization tank 4 via the second circulation path B.

【0021】晶析槽4では、冷却パイプ42に冷媒また
は冷却水を通流することによりエッチング液が10〜2
0℃に冷却されると共に、塩酸濃度計26の検出値に基
づいて制御手段6より塩酸供給手段7に動作指令が出力
され、エッチング液中の塩酸濃度が予め設定された範囲
内になるように、例えば35%の高濃度の塩酸が添加さ
れる。この結果高濃度塩酸の添加によりエッチング液中
の塩濃度が上昇し塩析反応によって塩化第二銅が結晶化
されて析出すると共に、冷却による塩化第二銅の温度に
対する飽和溶解度の変化により塩化第二銅が結晶化され
て析出する。なおこの冷却温度は適宜設定することがで
きる。そして析出した塩化第二銅結晶を含むエッチング
液は、その後固液分離手段5に送られて固液分離され、
固形分である塩化第二銅結晶は有価な銅を多量に含んで
いるため、別途精製工程を経て回収利用されると共に、
濾液であるエッチング液は第2の循環路Bへ送られて、
再度エッチング液として使用される。
In the crystallization tank 4, a coolant or cooling water is passed through the cooling pipe 42 so that the etching solution is
While cooling to 0 ° C., an operation command is output from the control means 6 to the hydrochloric acid supply means 7 based on the detection value of the hydrochloric acid concentration meter 26 so that the hydrochloric acid concentration in the etching solution falls within a preset range. For example, hydrochloric acid with a high concentration of 35% is added. As a result, the salt concentration in the etching solution increases due to the addition of high-concentration hydrochloric acid, and the cupric chloride is crystallized and precipitated by the salting-out reaction. Dicopper is crystallized and precipitated. The cooling temperature can be set as appropriate. The etching solution containing the precipitated cupric chloride crystal is then sent to the solid-liquid separation means 5 to be separated into a solid and a liquid.
Cupric chloride crystals, which are solids, contain a large amount of valuable copper, so they are recovered and used after a separate purification step,
The etching solution, which is a filtrate, is sent to the second circulation path B,
It is used again as an etchant.

【0022】このように本実施例のエッチング処理装置
では、空気または酸素ガスによる再生処理は液体と気体
の反応であるため、従来の再生処理のように塩酸や過酸
化水素水中の水分によるエッチング液の希釈は起こらな
いので、エッチング液の液量が増加することなく塩化第
二銅の濃度が高くなっていく。従ってこの濃縮されたエ
ッチング液に塩酸を添加すると共に冷却して塩化第二銅
を析出させて除去し、その濾液を循環路A中に戻すこと
によってエッチング処理システムのエッチング液のト−
タル量を変えることなくエッチング液を再生することが
できるから、従来法のように塩化第二銅溶液の増加分の
廃液処理が不要になる。
As described above, in the etching treatment apparatus of this embodiment, the regeneration treatment with air or oxygen gas is a reaction between a liquid and a gas. Does not occur, the concentration of cupric chloride increases without increasing the amount of the etching solution. Therefore, hydrochloric acid is added to the concentrated etching solution and cooled to precipitate and remove cupric chloride, and the filtrate is returned to the circulation path A, whereby the etching solution of the etching processing system is discharged.
Since the etching solution can be regenerated without changing the amount of tall, there is no need to treat the waste liquid for the increased amount of the cupric chloride solution as in the conventional method.

【0023】従って上述実施例のようにエッチング液を
再生すれば、エッチング処理及び再生処理を1つの自動
化されたシステムとして設計することができる。これに
対して従来技術のようにエッチング廃液に鉄スクラップ
を反応させる方法では、エッチング処理システムの中か
らエッチング能力の無くなったエッチング液をエッチン
グ廃液としてエッチング処理システムの外へ取り出さな
ければならないので、オンサイト化には適していない。
Therefore, if the etching solution is regenerated as in the above-described embodiment, the etching process and the regenerating process can be designed as one automated system. On the other hand, in the method of reacting the scrap iron with the etching waste liquid as in the prior art, the etching liquid having no etching ability must be taken out of the etching processing system as the etching waste liquid from the etching processing system. Not suitable for site creation.

【0024】次に上述の本実施例の効果を確認するため
に行った実験例について説明する。 (1)実験方法 塩化第二銅二水和物の試薬を用い、これを水に溶解させ
て、60℃まで加温し飽和状態にした。このときの上澄
み液の銅濃度及び遊離塩酸濃度を測定し、またこの溶液
を20℃まで冷却させて、同様に上澄み液の銅濃度及び
遊離塩酸濃度を測定した。次に飽和状態の溶液に適宜塩
酸を加え遊離塩酸濃度を変化させて、上述の要領で銅濃
度及び遊離塩酸濃度を測定した。 (2)実験結果 遊離塩酸濃度を3.2%、6.3%、9.9%と変化さ
せた場合の溶液の温度と銅濃度の関係を図2に示す。ま
た溶液の温度60℃における遊離塩酸濃度と飽和銅濃度
の関係を図3に示す。図2により例えば遊離塩酸が0%
の場合、60℃で飽和状態の塩化第二銅溶液を20℃に
冷却することにより塩化第二銅溶液の飽和濃度が約3.
8%分降下するために、溶液の冷却により過飽和分が結
晶として得られることが確認された。
Next, a description will be given of an experimental example conducted to confirm the effects of the above-described embodiment. (1) Experimental method Using a cupric chloride dihydrate reagent, this was dissolved in water and heated to 60 ° C. to make it saturated. At this time, the concentration of copper and the concentration of free hydrochloric acid in the supernatant were measured, and the solution was cooled to 20 ° C., and the concentration of copper and the concentration of free hydrochloric acid in the supernatant were measured in the same manner. Next, hydrochloric acid was appropriately added to the saturated solution to change the free hydrochloric acid concentration, and the copper concentration and the free hydrochloric acid concentration were measured as described above. (2) Experimental Results FIG. 2 shows the relationship between the solution temperature and the copper concentration when the free hydrochloric acid concentration was changed to 3.2%, 6.3%, and 9.9%. FIG. 3 shows the relationship between the free hydrochloric acid concentration and the saturated copper concentration at a solution temperature of 60 ° C. According to FIG. 2, for example, free hydrochloric acid is 0%
In the case of (2), the saturated concentration of the cupric chloride solution is cooled to about 20 ° C. by cooling the cupric chloride solution saturated at 60 ° C. to about 3.
It was confirmed that a supersaturated portion was obtained as crystals by cooling the solution to lower by 8%.

【0025】また図3により遊離塩酸濃度が2%及び8
%のときの飽和銅濃度は、それぞれ23.6%及び16
%であるが、遊離塩酸濃度が2%の溶液に35%塩酸を
加えることにより塩酸濃度を8%まで上昇させると、溶
液は35%塩酸に含まれる水分より希釈され、実際には
図4において点線により示したように塩酸濃度8%のと
きの銅濃度は約20%となる。従って35%塩酸を加え
て塩酸濃度を8%まで上昇させることにより塩析反応に
よって過飽和になった塩化第二銅二水和物の結晶が銅濃
度として約4.0%分得られることが確認された。
FIG. 3 shows that the free hydrochloric acid concentration was 2% and 8%.
% Are 23.6% and 16%, respectively.
When the concentration of hydrochloric acid is increased to 8% by adding 35% hydrochloric acid to a solution having a free hydrochloric acid concentration of 2%, the solution is diluted from the water contained in 35% hydrochloric acid. As shown by the dotted line, when the hydrochloric acid concentration is 8%, the copper concentration is about 20%. Therefore, it was confirmed that by adding 35% hydrochloric acid to increase the hydrochloric acid concentration to 8%, crystals of cupric chloride dihydrate which had become supersaturated by the salting-out reaction could be obtained in an amount of about 4.0% as a copper concentration. Was done.

【0026】さらに溶液を冷却して塩化第二銅の結晶を
析出させる場合には、銅の温度に対する飽和濃度変化量
は0.12%/℃であるため、溶液を60℃から20℃
に冷却する際に析出する塩化第二銅の結晶は銅濃度とし
て約4.8%であるが、溶液に塩酸を添加すると共に冷
却を行うことによって塩化第二銅の結晶を析出させる場
合には、上述の塩析反応によって塩化第二銅の結晶は銅
濃度として約4.0%析出することから、冷却による析
出分4.8%と合わせて銅濃度として8.8%析出する
ことになり、冷却のみを行う場合より、約1.8倍の塩
化第二銅の結晶を得ることが確認できた。
When the solution is further cooled to precipitate cupric chloride crystals, since the change in the saturated concentration with respect to the temperature of copper is 0.12% / ° C., the solution is cooled from 60 ° C. to 20 ° C.
The crystals of cupric chloride that precipitates when cooled down are about 4.8% in copper concentration, but when hydrochloric acid is added to the solution and cooled to precipitate cupric chloride crystals, Since the copper (II) chloride crystals are precipitated at a concentration of about 4.0% by the above-mentioned salting-out reaction, 8.8% of the copper concentration is precipitated together with the precipitation of 4.8% by cooling. It was confirmed that cupric chloride crystals were obtained about 1.8 times more than when only cooling was performed.

【0027】以上において本発明では、酸化ガスとして
は空気や酸素ガスを単独で用いても、混合して用いても
よく、また塩化第二銅の結晶は塩酸添加のみで析出させ
てもよいが塩酸添加と共に冷却を行うことが好ましい。
さらに本発明は、上述の装置に限定されるものではな
く、例えばエッチング処理を、エッチング反応槽1内の
エッチング液に被エッチング材を浸漬して行うようにし
てもよく、また酸化ガス供給手段3や各循環路に設けら
れたバルブを、制御手段6を用いず手動で制御するよう
にしてもよい。さらにまたエッチング液中の塩化第一銅
濃度や塩化第二銅濃度の管理においても上述の検出手段
に限らず、時間による管理や、溶液の色や状態で判断す
る経験的管理を行うようにしてもよい。また晶析部や固
液分離手段は、上述実施例のように第2の循環路Bに配
設することに限らず、例えば第1の循環路A中に設けて
もよい。
As described above, in the present invention, air or oxygen gas may be used alone or as a mixture as the oxidizing gas, and cupric chloride crystals may be precipitated only by adding hydrochloric acid. Preferably, cooling is performed together with the addition of hydrochloric acid.
Further, the present invention is not limited to the above-described apparatus. For example, the etching process may be performed by immersing the material to be etched in the etching solution in the etching reaction tank 1. Alternatively, the valves provided in each circulation path may be manually controlled without using the control means 6. Furthermore, in the control of the cuprous chloride concentration and the cupric chloride concentration in the etching solution, not only the above-described detection means, but also management by time, empirical management by judging by the color and state of the solution, Is also good. Further, the crystallization section and the solid-liquid separation means are not limited to being provided in the second circulation path B as in the above-described embodiment, but may be provided in the first circulation path A, for example.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、塩化第二銅エッチング
液による例えば銅プリント基板のエッチング処理の際に
生じる塩化第一銅を、空気または酸素ガスを用いて速か
に酸化し塩化第二銅を再生すると共に、エッチング液を
自動的に濃縮させて塩化第二銅を結晶として析出させる
ことにより、エッチング液の再生処理を行っているた
め、再生処理行程が単純化すると共に、再生処理により
エッチング液のトータル量が増加しないため、面倒なエ
ッチング液の増加分の廃液処理が不要となり、効率のよ
いエッチング処理が行なえる。
According to the present invention, cuprous chloride generated during the etching process of, for example, a copper printed board with a cupric chloride etching solution is rapidly oxidized using air or oxygen gas to form a second chloride. The regeneration process of the etching solution is simplified by regenerating the copper and automatically concentrating the etching solution to precipitate cupric chloride as a crystal, thereby simplifying the regeneration process and improving the regeneration process. Since the total amount of the etchant does not increase, it is not necessary to perform a waste liquid treatment for the troublesome increase of the etchant, so that an efficient etching process can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るエッチング処理装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の実験結果を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an experimental result of an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例の実験結果を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an experimental result of the example of the present invention.

【図4】本発明の実施例の実験結果を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an experimental result of an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エッチング処理槽 2 再生液槽 3 塩素ガス供給手段 4 晶析槽 5 固液分離手段 7 塩酸供給手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Etching processing tank 2 Regeneration liquid tank 3 Chlorine gas supply means 4 Crystallization tank 5 Solid-liquid separation means 7 Hydrochloric acid supply means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 1/18 C23F 1/08 101 C23F 1/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23F 1/18 C23F 1/08 101 C23F 1/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 塩化第二銅溶液からなるエッチング液を
用いて銅をエッチング処理するエッチング反応部と、 前記エッチング反応部より流出するエッチング液を前記
エッチング反応部に循環して供給するための循環路と、 この循環路中のエッチング液に空気または酸素ガスを供
給し、これによりエッチング液中の塩化第一銅を酸化し
て塩化第二銅を再生する酸化ガス供給手段と、前記循環路に接続され、前記循環路中の エッチング液に
塩酸を添加し、塩析反応によりエッチング液中の塩化第
二銅を析出させる晶析部と、前記晶析部に接続され、 この晶析部において析出した塩
化第二銅を前記エッチング液から分離させる固液分離手
段と、を有し、前記循環路中のエッチング液の塩化第一銅濃度が所定範
囲よりも高くなったときに前記酸化ガス供給手段により
前記エッチング液に空気または酸素ガスを供給して塩化
第二銅を再生し、 前記循環路中のエッチング液の塩化第二銅濃度が所定範
囲よりも高くなったときに、前記晶析部に前記エッチン
グ液を供給してここでエッチング液中の塩化第二銅を析
出させることを特徴とするエッチング処理装置。
1. An etching reaction section for etching copper using an etching solution comprising a cupric chloride solution, and a circulation for circulating and supplying an etching solution flowing out of the etching reaction section to the etching reaction section. An oxidizing gas supply means for supplying air or oxygen gas to the etching solution in the circulation path, thereby oxidizing cuprous chloride in the etching solution to regenerate cupric chloride; and connected, hydrochloric acid was added to the etchant of the circulation path, a crystal analyzing unit precipitating cupric chloride in the etching solution by salting out the reaction, connected to said crystal analyzing unit, precipitated in the crystal analyzing unit Solid-liquid separating means for separating the cupric chloride thus obtained from the etching solution, wherein the concentration of cuprous chloride in the etching solution in the circulation path is within a predetermined range.
When the oxidizing gas supply means becomes higher than
Supplying air or oxygen gas to the etching solution
The cupric is regenerated, and the concentration of cupric chloride in the etching solution in the circulation path is within a predetermined range.
When it is higher than the surrounding area,
And then deposit cupric chloride in the etchant.
An etching treatment apparatus characterized in that an etching process is performed.
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