Способ обработки отработанного раствора для травления меди

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СоцИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3869294/22-02 (22) 25. 12. 84 (46) 30. 12,86. Бюл. Р 48 (72) Т.М.Ходкина, А.A.Ôåäóëîâà, В.П.Шустов и Н,Л.Кавина (53) 621.794.48 (088,8) (56) Патент США У 4395302, кл. 156-642, 1983.

Патент ФРГ и 1807414, кл. С 23 G 1/36, 1976. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО

РАСТВОРА ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ (57) Изобретение относится к способу обработки отработанного раствора (0P) для травления меди и может быть использовано при регенерации растворов в радиоэлектронике. Цель изобретения — повышение работоспособности раствора. В OP вводят сульфид натрия до содержания ионов меди в раст„.SU,» 1280045 А1 (51)4 С 23 F 1/46, С 23 С 1/36 воре (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

P больше 120 г/л ОР сливают и обрабатывают сульфидом натрия. В осадок выпадает сульфид меди, осадок отфильтровывают, а P корректируют соляной кислотой до концентрации ее

100 г/л, снова возвращают в технологический цикл. Затем процесс получения содержания ионов С 180 г/л P снова регенерируют описанным выше способом. Так повторяется до трех раэ, После чего скорость травления резко подает, и сливается P. Скорость травления P после регенерации несколько выше чем до обработки.

1 табл.

1280045

100

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

Цель изобретения — повышение работоспособности раствора.

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

При накоплении в растворе двухвалентной меди больше 120 г/л отработанный 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 возвращается в технологический цикл.

Вновь проводим травление после первой регенерации до содержания ио нов меди в растворе 180 г/л. Отработанный раствор опять сливается в емкость и обрабатывается расчетным количеством сульфида натрия. Раствор отфильтровывается и корректируется соляной кислотой аналогично первой регенерации. После второй регенерации опять проводят травление до содержания ионов меди 180 г/л. Операции осаждения меди в виде сульфида, фильтрации и корректировки раствора соляной кислотой проводят аналогично

40 первой и второй регенерации.

После третьей химической регенерации раствор возвращают в технологический цикл и проводят травление до резкого снижения скорости травле45 ния.

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

Состав раствора для травления ме50 ди, который регенерируют, содержит, г/л:

Хлорная медь (в пересчете на металл) 180

Соляная кислота (357-ной концентрации) НС1

Перекись водорода,,О 33

Х ористый атрий 100

В процессе травления периодически контролируют содержание меди в растворе, отбирая пробы и анализируя их аналитическим методом. Для эксперимента используют отработанный травильный раствор с содержанием общей меди, например, 180 г/л. При обычных условиях осажцают 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 r, 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:

CuCf + Na S = CuS4+ 2 NaCP.

Расчет нужного количества сульфида натрия с учетом кристаллизационной воды, необходимого для осаждения 60 г/л меди в нашем примере:

И1 К1 240 а S9ИО, г/ =-.

2 i где M = 78 молекулярная масса Na S;

M = 135 молекулярная масса CuC3,"

К вЂ” количество хлорной меди

И (Са)

К

64 где (Со), г/л — количество ионов меди, необходимое для осаждения, 64 — атомная масса меди, 240 — молекулярная масса кристаллогидрата

NaãS 9 НаО °

3 1280045

В нашем примере )Cuj = 60 г/л, следовательно 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, Способ обработки отработанного раствора для травления меди на основе соляной кислоты, перекиси водорода и хлорной меди, включающий корректирование раствора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения работоспособности, перед корректированием в раствор вводят сульфид натрия в количестве, обеспечивающем содержание ионов меди в растворе 90-120 г/л.

Na S 9 Н О = 6 — 225 г/л °

240 60 г

В процессе осаждения. сульфида меди происходит частичное взаимодействие сульфида натрия с соляной кислотой, поэтому необходимо брать сульфида натрия в 1,2-1,3 раза больше по 10 сравнению со стехеометрией.

Скорость травления как в отработанном, так и в регенерированном растворе определяют по изменению вео са 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. 20

Результаты проведенных 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 содержание меди в растворе 90-120 г/л.

Используя сульфид натрия, может трижды регенерировать отработанный раствор. Скорость травления после третьей Регенерации укладывается в 35 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- 40 ботанном растворе с содержанием меди

90-120 г/л — 0.,0278-0,0353 r. Таким образом, после химической регенерации достигается увеличение скорости травления. 45

В известном способе раствор для травления меди, содержащий соляную кислоту, перекись водорода и хлорную медь, корректируют путем дозированной подачи соляной кислоты и перекиси водорода при накоплении ионов одФормула изобретения

1280045

Си „„г/л

Характеристика раствора

Оценка скорости травления оличество а S H О, зрасходоанного на

До регенерации

После регенерации сажде ние еди, г/л

Раствор Ф 1 после первой обработки сульфидом натрия

Ф1 91А

120

0,0647 270

91 91Б

У1 91В

100

300

337

У1У1Г

91 1Ф 1Д

130

187

375

Раствор к 2 после второй обработки сульфидом натрия Р 2

270

0,0623

120

Ф 2А

100

У 2Б

Р 2В

130

В 2Г

У 2Д

Раствор У 3 после третьей обработки сульфидом натрия И 3

0,0575 270

0,0479 300

120

Ф 3А

У ЗБ

100

0,0379 337

У ЗВ

0,0301 187

0,0173 375

130

Ф ЗГ

ВЗД

ВНИИПИ Заказ 7024/25 Тираж 878 Подписное

Произв ° -полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Скорост травлен (измене ние вес образца

10 мин)

0,0537

0,0435

0,0362

0,0223

0,0516 300

0,0414 337

0 0350 187

0,0209 375

Растворы Р 2Л—

2Д получили из отработанного раствора после первой регенерации и после дующего стравливания в нем меди до концентрации 180 г/л

+ Растворы Ф 3АЗД получили из

+ отработанного раствора после

+ второй регенерации и после+ дующего стравливания в нем

+ меди до концентрации

180 г/л