JPH11140672A - 銅エッチング液の廃液の再生方法 - Google Patents

銅エッチング液の廃液の再生方法

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JPH11140672A
JPH11140672A JP30724697A JP30724697A JPH11140672A JP H11140672 A JPH11140672 A JP H11140672A JP 30724697 A JP30724697 A JP 30724697A JP 30724697 A JP30724697 A JP 30724697A JP H11140672 A JPH11140672 A JP H11140672A
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JP
Japan
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copper
waste liquid
extractant
solution
waste
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Sachiko Nakamura
幸子 中村
Takahiro Tejima
孝浩 手島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機酸および第二銅イオンを含む銅エッチン
グ液の廃液を安全で、効率よく、安定して再生できる方
法を提供する。 【解決手段】 有機酸および第二銅イオンを含む銅エッ
チング液の廃液と、酸性リン酸エステル系抽出剤または
オキシム系抽出剤とを接触させ、廃液から銅を抽出除去
することを特徴とする銅エッチング液の廃液の再生方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板や半
導体装置用リードフレーム等の銅合金のエッチングに使
用された有機酸および第二銅イオンを含む銅エッチング
液の廃液から銅を除去することにより、この廃液を銅エ
ッチング液として再生し、循環再利用する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板の製造において、有機酸
および第二銅イオンを含む銅エッチング液は、絶縁板に
銅箔を積層してなる積層板の銅箔を、所望の配線パター
ンに形成するために使用される。すなわち、前記銅箔の
配線パターンになる部分以外を溶解除去するために用い
られている。また、この銅エッチング液は形成された配
線を半田レジスト、層間絶縁樹脂などで覆う前や、ラン
ドに半田コーティングする前などに、それらの銅表面を
清浄にしたり、粗化したりするためにも用いられている
(特開平6−287774号公報、同7−292483
号公報、同9−41162号公報、同9−41163号
公報)。
【0003】前記エッチングは、プリント配線板に銅エ
ッチング液をスプレーするか、プリント配線板を銅エッ
チング液に浸漬することにより行われる。このエッチン
グの進行に伴い、銅エッチング液は銅濃度が増加し、有
機酸濃度および第二銅イオン濃度が低下し、その結果エ
ッチング速度が低下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このエッチング性能の
低下した有機酸・第二銅イオン系銅エッチング液は廃液
として処分されるが、環境面、省資源及びコスト面から
廃液の再生利用が望まれている。しかしながら、現在ま
で有機酸・第二銅イオン系銅エッチング液の廃液に対す
る有効な再生方法が見い出されておらず、使用後は重金
属を含む酸性廃液として処分されているにすぎない。
【0005】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、有機酸・第二銅イオン系銅エッチング液の廃液
を安全で、効率よく、安定して再生できる方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、有機酸・
第二銅イオン系銅エッチング液の廃液の再生方法とし
て、これまで実現されていなかった溶媒抽出法に着目
し、鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。すなわ
ち、本発明は、有機酸および第二銅イオンを含む銅エッ
チング液の廃液と、酸性リン酸エステル系抽出剤または
オキシム系抽出剤とを接触させ、廃液から銅を抽出除去
することを特徴とする銅エッチング廃液の再生方法に関
する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の銅エッチング液の
廃液の再生方法に関して詳細に説明する。本発明の方法
では、種々の抽出剤のうち、中性水溶液あるいは酸性水
溶液からの銅の抽出に有効な酸性リン酸エステル系やオ
キシム系の抽出剤が使用され、本発明はこれらの抽出剤
と廃液とを接触させることを特徴とする。尚、銅エッチ
ング液に使用される有機酸としては、ギ酸、酢酸、カプ
ロン酸、アクリル酸、イソクロトン酸、シュウ酸、ピメ
リン酸、マレイン酸、安息香酸、珪皮酸、グリコール
酸、クエン酸、β−クロロプロピオン酸、ニコチン酸、
アスコルビン酸、ヒドロキシピバリン酸、レブリン酸等
がある。
【0008】前記酸性リン酸エステル系抽出剤は、特に
廃液が酸性水溶液の場合に有効であり、下記ジオクチル
ホスフェート及びジデシルホスフェートのようなジアル
キルホスフェートが好ましい。
【0009】
【化2】
【0010】また、これら酸性リン酸エステル系抽出剤
として、大八化学工業(株)製のDP−8R、DP−1
0R、PC−88Aなどや、バイエル社製のBayso
lvexD2EHPA、Baysolvex VP−A
C 4050−MOOPなどを使用してもよい。これら
の中では、大八化学工業(株)製のDP−8R、DP−
10Rが好ましい。これらの酸性エステル系抽出剤は、
2種以上を組み合わせて使用することもできる。
【0011】前記オキシム系抽出剤は、特に廃液が酸性
水溶液または中性水溶液の場合に有効であり、下記一般
式(A)で示されるオキシム化合物が銅の抽出能力が高
く、特に好ましい。
【0012】
【化3】
【0013】(式中、R1 、R2 は水素原子または炭化
水素基であり、かつ何れか一方はその骨格中に水酸基を
有する。)
【0014】一般式(A)で示されるオキシム化合物と
して、具体的には、下記に示す化合物(a)〜(f)を
挙げることができ、とりわけ化合物(a)、(b)、
(d)及び(e)が好ましい。
【0015】
【化4】
【0016】また、オキシム系抽出剤として、例えばヘ
ンケル社製のLIX63、LIX65N、LIX70、
LIX84、LIX84I、LIX622、LIX86
0、LIX860I、LIX984などを使用してもよ
い。これらの中では、LIX70、LIX622、LI
X860I、LIX984が好ましい。これらオキシム
系抽出剤は、2種以上を組み合わせて使用することもで
きる。
【0017】これらの抽出剤は、粘度の調整などのため
にケロシン(灯油)などの炭化水素系溶媒にて適当な濃
度に希釈して使用してもよい。希釈剤としては、例えば
エクソン化学(株)製のエクソールD−80などを使用
してもよい。また、これら抽出剤を廃液に接触させる方
法に特に限定はなく、例えばミキサー・セトラー、棚段
塔、充填塔、遠心抽出機などを利用する方法があげられ
るが、後述される抽出剤の逆抽出や液の洗浄等を含めて
連続的に操作ができ、また水相と有機相との分離を容易
に行うことができるミキサー・セトラーが好適である。
【0018】以下に、廃液からの銅の抽出原理を説明す
る。抽出操作における反応を式(I)に示す。この反応
式から明らかなように、水相である廃液と有機相である
抽出剤とが接触することにより、抽出剤の水素イオンが
有機相から水相に放出され、エッチング液のエッチング
能力が回復する。尚、以降の説明において、この銅が抽
出された廃液を再生液と呼ぶ。 CuX2 (水相) + 2AH(有機相) → CuA2 (有機相) + 2XH(水相) (I) (式中、AHは抽出剤、XHは有機酸(但し、一価の酸
の場合)を示す。) この時の廃液からの銅の抽出率は、廃液中の銅濃度、抽
出剤の濃度(抽出剤と希釈剤の比率)、廃液と抽出剤と
の比率、抽出回数(抽出段数)などにより変わるので、
それらを適宜選択することにより、所望の銅濃度の再生
液を得ることができる。尚、再生液には、通常、抽出剤
や希釈剤が混入しているため、油水分離を行ってそれら
を除去することが好ましい。例えば、活性炭等を用いて
濾過を行うことが好ましい。そして、再生液の各成分の
濃度を調整することにより、銅エッチング液として再利
用できるようになる。
【0019】一方、有機相は銅を含有した抽出剤である
が(以下、抽出剤廃液と呼ぶ。)、銅を回収したのち、
上記(I)式に示される銅エッチング液の廃液の抽出剤
として再利用するのが好ましい。この抽出剤廃液の再生
には、硫酸水溶液を接触させる抽出法(以下、逆抽出と
呼ぶ。)が好適である。接触させる硫酸水溶液の濃度
は、抽出剤廃液の濃度にもよるが、19〜40重量%が
好ましい。この逆抽出操作における反応を式(II)に示
す。 Cu2 A(有機相) + H2SO4 (水相) → 2HA(有機相) + CuSO4 (水相) (II) この反応は前記(I)式の逆の反応であり、抽出剤廃液
中の銅を水相である硫酸水溶液中に硫酸銅として溶解さ
せることにより、抽出剤廃液を抽出剤として再生するこ
とができる。尚、以降の説明において、この銅を抽出し
た抽出剤廃液を再生抽出剤と呼ぶ。再利用に際して、こ
の再生抽出剤をイオン交換水を用いて洗浄し、逆抽出に
より混入した硫酸を除去することが望ましい。これは、
硫酸が混入した再生抽出剤が銅エッチング液の廃液の処
理に利用された際、硫酸が廃液に持ち込まれて液の酸規
定度が徐々に増加し、結果として再生された銅エッチン
グ液の組成のバランスを失わせるとともに、銅の抽出率
が低下するようになる。このように、硫酸が混入する
と、再生されたエッチング液の利用回数を少なくするの
で、これを除去するのが好ましい。尚、上記の逆抽出に
先立ち、抽出剤廃液をイオン交換水を用いて洗浄し、抽
出された物質のうちの銅以外の物質を除去することが望
ましい。これは、銅以外の物質が抽出剤廃液に混入して
いる場合には、銅以外の物質が水相に持ち込まれ、後述
される電解により水相から銅を回収する際に、金属銅の
純度を落としたり、電解効率を低下させたりするおそれ
があるためである。
【0020】一方、水相は硫酸銅が溶解した硫酸水溶液
であり、例えば電解により銅を回収した後、この逆抽出
用の硫酸水溶液源として再利用することが好ましい。
尚、逆抽出後の水相には、通常抽出剤や希釈剤が混入し
ているため、電解を行う前に油水分離を行ってそれらを
除去することが好ましい。電解における反応を式(II
I)に示す。 CuSO4 + H2O → Cu(金属銅) + 1/2 O2 + H2SO4 (III) また、水相を冷却し、銅を硫酸銅・5水和物の結晶とし
て回収してもよい。
【0021】図1は、上記に述べた、銅エッチング液の
廃液から抽出剤を用いて銅を抽出除去する工程、並びに
使用した抽出剤の再生工程を示すフローチャートである
が、使用物質のリサイクルが構築されていることが判
る。
【0022】
【実施例】以下に実施例並びに比較例を挙げて、本発明
を更に明確にする。 (実施例1〜7および比較例1〜3)酢酸6重量%、酢
酸第二銅7重量%および塩化アンモニウム5重量%を含
有する水溶液からなる有機酸・第二銅イオン系銅エッチ
ング液を用いて銅をエッチングした。得られた廃液の銅
濃度(第二銅イオンも含む。以下、同様。)は、3.0
重量%であった。
【0023】表1に示す抽出剤を、それぞれ希釈剤エク
ソールD80(エクソン化学(株)製)にて濃度が30
容量%になるように希釈した。この抽出液70容量部と
前記廃液30容量部とを混合攪拌したのち分離し、廃液
から銅を抽出除去した。前記抽出操作は、銅濃度が1.
0重量%以下になるまで(最高5回)繰り返した。各抽
出操作後に再生液の銅濃度を測定し、結果を表1に示し
た。尚、表中の「−」は濃度測定していないことを示
す。
【0024】
【表1】
【0025】表1に示される結果から、酸性リン酸エス
テル系抽出剤及びオキシム系抽出剤は、銅を効率よく抽
出しうることがわかる。
【0026】(実施例8)酢酸6重量%、酢酸第二銅7
重量%および塩化アンモニウム5重量%を含有する水溶
液からなる有機酸・第二銅イオン系銅エッチング液を用
いて銅をエッチングした。得られた廃液の銅濃度は、
3.0重量%であった。
【0027】抽出剤DP−10Rを、ケロシンにて濃度
が50容量%になるように希釈した。この抽出液40容
量部と前記廃液10容量部とを混合攪拌したのち分離
し、廃液から銅を抽出除去した。得られた再生液の銅濃
度をは0.2重量%であった。次に、活性炭により再生
液に混入している抽出液を除去したのち、エッチングに
より消費された酢酸を補充し、エッチング液として再生
した。得られた再生エッチング液は、新液(未使用のエ
ッチング液)とほぼ同等のエッチング性能を示した。
【0028】一方、銅を抽出したのちの抽出液をイオン
交換水と混合攪拌したのち分離し、洗浄した。次に洗浄
された抽出液を硫酸20重量%の水溶液と混合攪拌した
のち分離し、銅を逆抽出した。次に銅が除去された抽出
液をイオン交換水で洗浄した。得られた抽出液は、銅エ
ッチング液の廃液の銅抽出剤として再利用することがで
きた。
【0029】前記銅を逆抽出した硫酸銅を含有する硫酸
水溶液から、活性炭を用いて混入している抽出液を除去
してのち、電解により銅を析出させ、銅を金属銅として
回収した。
【0030】(実施例9)酢酸6重量%、酢酸第二銅7
重量%、塩化アンモニウム5重量%を含有する水溶液か
らなる有機酸・第二銅イオン系銅エッチング液を用いて
銅をエッチングした。得られた廃液の銅濃度は3.0重
量%であった。
【0031】抽出剤LIX622を、希釈剤エクソール
D80(エクソン化学(株)製)にて濃度が30容量%
になるように希釈した。この抽出液30容量部と前記廃
液10容量部とを混合攪拌したのち分離し、廃液から銅
を抽出除去した。得られた再生液の銅濃度は0.1重量
%以下であった。次に、活性炭により再生液に混入して
いる抽出液を除去したのち、エッチングにより消費され
た酢酸を補充し、エッチング液として再生した。得られ
た再生エッチング液は、新液(未使用のエッチング液)
とほぼ同等のエッチング性能を示した。
【0032】一方、銅を抽出したのちの抽出液は、実施
例8と同様に処理することにより、銅エッチング液の廃
液の銅抽出剤として再利用することができ、また逆抽出
液(硫酸銅を含有する硫酸水溶液)からは金属銅を回収
することができた。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明の方法によれば、
有機酸および第二銅イオンを含有する銅エッチング液の
廃液から銅を安全に効率よく抽出でき、有機酸を分解す
ることなくエッチング液を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の銅エッチング廃液の再生方法を示すフ
ローチャートである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機酸および第二銅イオンを含む銅エッ
    チング液の廃液と、酸性リン酸エステル系抽出剤または
    オキシム系抽出剤とを接触させ、廃液から銅を抽出除去
    することを特徴とする銅エッチング液の廃液の再生方
    法。
  2. 【請求項2】 前記酸性リン酸エステル系抽出剤は、ジ
    アルキルホスフェートであることを特徴とする請求項1
    に記載の銅エッチング液の廃液の再生方法。
  3. 【請求項3】 前記オキシム系抽出剤は、下記一般式
    (A)で表されるオキシム化合物であることを特徴とす
    る請求項1に記載の銅エッチング液の廃液の再生方法。 【化1】 (式中、R1 、R2 は水素原子または炭化水素基であ
    り、かつ何れか一方はその骨格中に水酸基を有する。)
  4. 【請求項4】 銅エッチング液の廃液と接触させた後の
    抽出剤を、硫酸と接触させて銅を抽出し、抽出剤として
    再利用することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一
    項に記載の銅エッチング液の廃液の再生方法。
JP30724697A 1997-11-10 1997-11-10 銅エッチング液の廃液の再生方法 Pending JPH11140672A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011184748A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Murata Mfg Co Ltd めっき方法
WO2012073816A1 (ja) * 2010-12-03 2012-06-07 荏原ユージライト株式会社 エッチング液の維持管理方法およびそのためのシステム
CN109267066A (zh) * 2018-10-10 2019-01-25 深圳晶恒宇环境科技有限公司 一种印制电路板碱性蚀刻废液循环再生及回收铜系统
CN115180602A (zh) * 2022-07-05 2022-10-14 生态环境部南京环境科学研究所 一种用含磷废水制取磷酸氢钙的制备方法

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