Способ обработки отработанного раствора для травления меди Советский патент 1986 года по МПК C23F1/46 C23G1/36 

.

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к технологии многократного использования раствора для травления меди, может быть.использовано в производ- стве радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повьшение работоспособности раствора,

Предлагаемый способ регенерации раствора для травления меди включа- ет корректирование раствора соляной кислотой после достижения определенного количества ионов меди.

При накоплении в растворе двухвалентной меди больше 120 г/л отра- ботанньй раствор сливается в отдельную емкость и обрабатывается расчетным количеством сульфида натрия. Ко- .личество сульфида натрия рассчитывается по формуле. Затем раствор отфильтровывается, корректируется соляной кислотой по данным химического анализа до содержания ее в растворе 100 г/л, отстаивается и возвращает- ся в технологический цикл.

Вновь проводим травление после первой регенерации до содержания ионов меди в растворе 180 г/л. Отработанный раствор опять сливается в ем- кость и обрабатывается расчетным количеством сульфида натрия. Раствор отфильтровьгоается и корректируется соляной кислотой аналогично первой регенерации. После второй регенерации опять проводят травление до со- держания ионов меди 180 г/л. Операции осаждения меди в виде сульфида, фильтрации и корректировки раствора соляной кислотой проводят аналогично первой и второй регенерахщи.

После третьей химической регенерации раствор возвращают в технологический цикл и проводят травление до резкого снижения скорости травления.

Исследование проводят с перекис- но-медно-хлоридным травильным раствором. В качестве реагента взят кристаллогидрат сульфида натрия.

Состав раствора для травления ме ди, который регенерируют, содержит г/л:

Хлорная медь

(в пересчете

на металл)180

Соляная кислота

|(35%-ной концентрации), НС1 100

.-

0

Перекись водорода, H Oj33 Хлористый натрий 100 В процессе травления периодически контролируют содержание меди в растворе, отбирая пробы и анализируя их аналитическим методом. Для эксперимента используют отработанный травильный .растйор с содержанием общей меди, например, 180 ,г/л. При обычных условиях осаждают медь до достижения концентрации меди 120 г/л,Осадок сульфида меди отделяют фильтрованием. Затем фильтрат корректируют соляной кислотой, исходя из данных химического анализа, и отстаивают его в течение суток. Особенный по меди раствор возвращают вновь в технологический цикл и травят в нем медь. Этот раствор отличается улучшенным качеством травления и скорость травления в нем увеличивается. Последующее осаждение меди проводят аналогично предыдущему. При приближении концентрации меди в растворе, к оптимальной 90-120 г/л, скорость травления наибольшая в интервале 0,0376-0,0575 г. Причем скорость травления в обновленном растворе осаждения меди больше, чем в отработанном в пределах оптимальной концентрации. После трехкратного осаждения скорость травления резко падает.

Для осаждения необходимого количества меди предварительно проводят расчет, исходя из уравнения реакции: CuCl Na2S CuS4- + 2 NaCE. Расчет нужного количества сульфида натрия с учетом кристаллизационной воды, необходимого для осаждения 60 г/л меди в нашем примере:

, Г МгК1 .-.

240

М,

50

55

где М| 78 молекулярная масса NajS; М, 135 молекулярная масса CuCE;

2

К - количество хлорной меди СиС 2 ,

., М

где Cuj , г/л - количество ионов меди, необходимое для осаждения

64 - атомная масса меди 240 - молекулярная масса кристаллогидрата 9 HjO.

В нашем примере Си 60 г/л, следовательно

- Na,S-9H О 225 г/л

2 ЬЧ

В процессе осаждеяия сульфида меди происходит частичное взаимодействие сульфида натрия с соляной кислотой, поэтому необходимо брать сульфида натрия в 1,2-1,3 раза больше по сравнению со стехеометрией.

Скорость травления как в отработанном, так и в регенерированном растворе определяют по.изменению веса образца меди за 10 мин при 40 С и интенсивном перемешивании. Вес образца 1 г. Накопление хлористого натрия до 100-110 г/л и сульфат ионов до 25 г/л не оказывает влияния на скорость травления меди.

Результаты проведенньпс опытов после трехкратного осаждения отработанного травильного раствора приведены в таблице.

Для обоснования пределов приводим результаты опытов. Первую добавку реагента сульфида натрия вводят при концентрации меди в растворе 120 г/л, а количество реагента добавляют, исходя из расчета, поддерживая содер- жание меди в растворе 90-120 г/л.

Используя сульфид натрия, может трижды регенерировать отработанный раствор. Скорость травления после третьей регенерации укладывается в вилку скоростей. Причем скорость травления в растворе после регенерации при содержании меди 90-120 г/л соответствует 0,0376-0,0575 г, в то время как скорость травления в отра- ботанном растворе с содержанием меди 90-120 г/л - 0,0278-0,0353 г. Таким образом, после химической регенераци достигается увеличение скорости травления.

В известном способе раствор для травления меди, содержащий соляную кислоту, перекись водорода и хлорную медь, корректируют путем дозированной подачи соляной кислоты и переки- си водорода при накоплении ионов од5

O

5 0

0

5 0 5

0

новалентной меди больше 1-1,5 г/л, так как при накоплении одновалентной меди больше 1,5 г/л резко снижается скорость травления. Недостаток этого способа в том, что при накоплении двухвалентной меди Си до 180 г/л 5/6 отработанного раствора сливается в сточные воды.

По сравнению с известным в предлагаемом способе достигается увеличение скорости травления в регенерированном растворе.

В известном способе после обработки раствора эффективность процесса травления снижается за счет образующихся примесей, а в предлагаемом способе примеси не оказывают влияния на процесс травления, так как низкая растворимость сульфида меди, поэтому загрязнения, практически неизбежные при травлении, в нашем случае влияют меньше, чем при использовании эффекта изменения растворимости сульфата меди. Кроме того, при обработке сульфидом натрия вместе с медью осаждаются и имеющиеся в растворе примеси олова, свинца и других металлов, что, дополнительно очищая раствор, позволяет повысить коэффициент использования раствора до трех раз.

Осуществление предлагаемого способа регенерации отработанного травильного раствора позволяет трижды возвращать раствор и, кроме того в отрегенерированном растворе травление проходит с большей скоростью, чем в растворе до обработки.

Формула изобретения

Способ обработки отработанного раствора для травления меди на основе соляной кислоты, перекиси во- дорода и хлорной меди, включакшщй корректирование раствора, о т л и - чающ ийся тем, что, с целью повьппения работоспособности, перед корректированием в раствор вводят сульфид натрия в количестве, обеспечивающем содержание ионов меди в растворе 90-120 г/л.

Изобретение относится к способу обработки отработанного раствора (ОР) для травления меди и может быть использовано при регенерации растворов в радиоэлектронике. Цель изобретения - повьшение работоспособности раствора. В ОР вводят сульфид натрия до содержания ионов меди в растворе (Р) в пределах 90-120 г/л Р для травления меди, содержащий соляную кислоту, перекись водорода и хлорид меди, контролируют в процессе травления на содержание меди. При достижении содержания ионов меди в Р больше 120 г/л ОР сливают и обрабатывают сульфидом натрия. В осадок выпадает сульфид меди, осадок отфильтровывают, а Р корректируют соляной кислотой до концентрации ее 100 г/л, снова возвращают в технологический цикл. Затем процесс получения содержания ионов С 180 г/л Р снова регенерируют описанным выше способом. Так повторяется до трех раз. После чего скорость травления резко подает, и сливается Р, Скорость травления Р после регенерации несколько вьше чем до обработки, 1 табл. ю (Л to 00 4 сл