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研究生:鄭佳樺
研究生(外文):CHENG,CHIA-HUA
論文名稱:印刷電路板廢酸性蝕刻液以酸鹼中和法再製氧化銅粉之最佳化參數研究
論文名稱(外文):Research on Optimum Parameters of Reconstituted Copper Oxide Powder from Waste Acidic Etching Solution of Printed Circuit Board by Acid-base Neutralization Method
指導教授:鐘國濱
口試委員:鐘國濱江右君賈民生
口試日期:2021-07-21
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2021
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:42
中文關鍵詞:酸鹼中和法酸性蝕刻液氯化銅化學沉澱法
外文關鍵詞:Acid-base neutralization methodAcid etching solutionCopper chlorideChemical precipitation method
相關次數:
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以化學酸鹼中和法處理印刷電路板廠產出的酸性蝕刻廢液。藉由化學反應過程將蝕刻廢液中的Cu2+離子形成氧化銅。再反應過程尋找如何減少繁複的工序並在最短的時間內及耗用成本較低得情況下回收製成氧化銅之研究。
本研究過程中以國內某大型PCB板廠的蝕刻製程段所產生的酸性蝕刻廢液進行實驗。實驗中取用100ml酸性蝕刻廢液於燒杯中(pH:1↓,Cu2+離子含量約在≧135g/L),再取用45%氫氧化鈉溶液緩慢添加於蝕刻廢液廢液中並進行攪拌(攪拌速度要>200RPM以上)溶液的pH值由1↓到pH值>12,OH-與Cu2+反應形成氫氧化銅沉澱物(CuOH2)。過程中紀錄將100ml酸性蝕刻廢液完全反應完成需要耗用多少體積的45%氫氧化鈉溶液。

接著再取相同100ml的酸性蝕刻廢液與初步實驗取得的45%氫氧化鈉溶液的體積;再進行一次實驗。此實驗性過程中一別緩慢添加的方式,而是將已知的45%氫氧化鈉溶液瞬間倒入與酸性蝕刻廢液進行混和反應;反應過程中酸鹼中和產生的反應熱及氫氧化鈉與銅離子的結合過程中,會得到氧化銅泥漿(或汙泥)。再經過濾取得到氧化銅,過濾後的水再分析水中Cu2+濃度。過濾後的氧化銅拿至烘箱經過105℃ 4小時的烘乾降低含水率。得到氧化銅塊狀物再分析其Cu2+重量百分比得知在60~75%

The acidic etching waste produced by the printed circuit board factory is treated by chemical acid-base neutralization method. The Cu2+ ions in the etching waste liquid are formed into copper oxide through a chemical reaction process. In the re-reaction process, we are looking for research on how to reduce the complicated process and recover the copper oxide in the shortest time and with low consumption cost.
In the course of this research, experiments were carried out with the acidic etching waste liquid produced in the etching process section of a large domestic PCB board factory. In the experiment, take 100ml of acidic etching waste liquid in a beaker (pH: 1↓, Cu2+ ion content is about ≧13.5g/L), then take 45% sodium hydroxide solution and slowly add it to the etching waste liquid waste liquid and proceed. Stirring (the stirring speed should be above 200RPM) the pH of the solution is from 1↓ to pH>12, and OH- reacts with Cu2+ to form copper hydroxide precipitate Cu(OH2). During the process, how much volume of 45% sodium hydroxide solution needs to be consumed to completely react the 100ml acid etching waste liquid.
Then take the same 100ml of acidic etching waste liquid and the volume of the 45% sodium hydroxide solution obtained in the preliminary experiment; perform another experiment. In this experimental process, do not add slowly, but instantly pour the known 45% sodium hydroxide solution into the acid etching waste liquid for mixing reaction; during the reaction process, the heat of reaction and hydroxide generated by acid-base neutralization In the process of combining sodium and copper ions, copper oxide slurry (or sludge) is obtained. The copper oxide is obtained by filtration, and the filtered water is analyzed for the concentration of Cu2+ in the water. The filtered copper oxide is taken to the oven and dried at 105°C for 4 hours to reduce the moisture content. Obtained copper oxide lumps and then analyzed its Cu2+ weight percentage to find that it is 60-75%.

書名頁 1
論文口試委員審定書 2
授權書 3
中文摘要 4
英文摘要 5
誌謝 7
目錄 8
表 目 錄 11
圖 目 錄 12
第一章、 緒 論 14
1.1 研究起緣 14
1.2 印刷電路板產業簡介 14
1.3蝕刻製程 15
1.3.1 蝕刻製程的原理及目的 15
1.3.2 顯影前處理(酸洗)目的及做用 16
1.3.3 貼膜(墨)目的及作用 16
1.3.4 曝光目的及作用 17
1.3.5 顯影目的及作用 18
1.3.6 蝕刻目的及作用 18
1.3.7 去膜(墨)目的及作用 19
1.4 研究動機與目的 19
第二章、 文獻回顧 20
2.1 高濃度含銅廢液處理方法 20
2.1.1金屬鋁製換法 20
2.1.2 金屬鐵製換法 20
2.1.3 化學沉澱法(酸鹼中和法) 21
2.1.4 電解法 22
2.1.5 噴霧焙燒法 23
2.2 化學沉澱處理方法探討 23
第三章、 研究方法 25
3.1 實驗材料 25
3.2 實驗設備 25
3.3 實驗流程與方法 26
3.3.1 實驗流程架構: 27
3.4 實驗流程及步驟 28
第四章、 結果與討論 37
4.1 實驗結果 37
4.2 分析討論 37
第五章、 結論與建議 40
5-1 結論 40
5-2 建議 41
參考文獻 43

【1】江德馨『由含銅廢液中產生氧化銅』中華民國專利公開號201124344,2010
【2】劉顯模、劉顯欽、楊志豪、郭志陽、陳偉聖、吳俊毅『銅污泥資材化回收高純度氧化銅之裝置』中華民國專利公告號M360880,2009
【3】張峻維、郭豪尹、阮建智、楊銘曜、林孫基『酸性氯化銅蝕刻廢液資源化技術之探討』修平科技大學,2012
【4】呂明傳、高群祐、李亮遠『氧化銅之製造方法及其設備』中華民國專利公開號201532714,2015
【5】岡田浩、山下雄『氧化銅(II)微粉末及其製造方法』中華民國專利公開號201422535
【6】曾繁信、李俊福『電子業含銅廢液最適化回收技術之研究』國立中央大學,2009
【7】黃宇、方鴻源『廢印刷電路板之有用金屬回收』國立雲林科技大學,2008
【8】蔡宗晏、林崑松『含銅蝕刻廢液回收奈米氧化銅之最佳化技術研究』元智大學,2012
【9】劉曉鵬、薛小軍、石文堂『一種從酸性蝕刻液中回收銅及稀鹽酸』中國人民共和國發明專利CN103966607A,2013
【10】林業俊、李俊福『微蝕刻廢液及銅回收後之蝕刻廢液再利用之研究』國立中央大學,2010
【11】王治軍、劉富強、胡春林、朱兆華、陳曙生、刁偉華、鄧利華『利用含銅蝕刻廢液產生鹼式氯化銅、五水硫酸銅的方法』中國人民共和國發明專利CN1013901800B,2007
【12】李健光『酸性蚀刻废液处理及铜回收系统』深圳市洁驰科技有限公司 印製電路訊息,2010
【13】詹璇楷、許元瀚、蔡盛宇、林孫基『酸性銅蝕刻廢液回收銅之研究』修平科技大學,2013
【14】黃富昌、李俊福、林業峻、何家隆、黃冠華、陳德鴻『氯化銅蝕刻液回收銅後之蝕刻廢液再利用』中華民國環境工程學會廢水處理技術研討會,2010
【15】許添順、曾迪華『化學置換程序回收氯化銅蝕刻廢液之研究』國立中央大學,2002

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