(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
まず所定量の塩酸とこの塩酸と同量または少ない量の過酸化水素水とをミキサで混合し、該ミキサで混合した混合液を金属の腐食を行って組成の変化した塩化鉄エッチング液の再生タンクに投入することを特徴とするエッチング液の再生方法。
【請求項２】
塩酸を貯蔵する第１の貯蔵手段と、
過酸化水素水を貯蔵する第２の貯蔵手段と、
エッチングマシンから金属の腐食を行って組成の変化した塩化鉄エッチング液が排出される再生タンクと、
該第１、第２の貯蔵手段に貯蔵されている塩酸およびこの塩酸と同量または少ない量の過酸化水素水とを混合したのち、この混合液を前記再生タンクの塩化鉄エッチング液に加えるミキサと、
を備えたことを特徴とするエッチング液再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、金属を腐食して組成の変化したエッチング液を再度エッチング可能な組成に再生するエッチング液の再生方法およびエッチング液再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エッチング液は、パターンレジストされたプリント基板等に対してエッチングを行うと、腐食した金属と反応して組成が変化する。組成が変化したエッチング液ではエッチングを行うことができないので、この組成の変化したエッチング液に対して再生助剤を加えてエッチング液の組成をエッチング可能な組成に再生している。例えば、鉄をエッチングする場合、エッチング液として塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液を用いると、エッチング液である塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液はエッチングによって以下のように組成が変化する。
４ＦｅＣｌ３  ＋２Ｆｅ  →６ＦｅＣｌ２  
すなわち、塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液はエッチングした金属である鉄と反応して組成が塩化（ＩＩ）鉄溶液に変化する。
【０００３】
そして、この塩化（ＩＩ）鉄溶液に組成の変化したエッチング液に再生助剤を加え、これを塩化（ＩＩＩ）鉄溶液に再生している。再生助剤としては以下に示す▲１▼、▲２▼、および、▲３▼が一般的に用いられている。また、再生助剤と塩化（ＩＩ）鉄溶液との反応式を同時に示す。
【０００４】
▲１▼再生助剤として塩素ガスを用いる場合
６ＦｅＣｌ２  ＋３Ｃｌ２  →６ＦｅＣｌ３    という反応によって塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液に再生される。
【０００５】
▲２▼再生助剤として塩素酸ソーダおよび塩酸を用いた場合
６ＦｅＣｌ２  ＋ＮａＣｌＯ３  ＋６ＨＣｌ→６ＦｅＣｌ３  ＋３Ｈ２  Ｏ＋ＮａＣｌという反応によって塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液に再生される。
【０００６】
▲３▼再生助剤としてオゾンおよび塩酸を用いる場合
２ＦｅＣｌ２  ＋Ｏ３  ＋２ＨＣｌ→２ＦｅＣｌ３  ＋Ｈ２  Ｏ＋Ｏ２  ↑  という反応によって塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液に再生される。
【０００７】
このようすれば、組成が塩化（ＩＩ）鉄溶液に変化したエッチング液に再生助剤を加えることでエッチング液の組成を塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液に再生することができる。当然、この再生されたエッチング液で再度エッチングを行うことができることはいうまでない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した▲１▼の方法で再生助剤として用いる塩素ガスは、人間が吸い込むと人命にかかわるものであるため事故に備えて安全のための設備等が必要となり、この設備等を設けるのにかかる費用が莫大なものであった。
また、▲２▼の方法では不純物として塩化ナトリウムが発生してしまうと言う問題があるとともに、この塩素酸ソーダが有機物と反応して燃え、入れすぎると自己分解して爆発する危険性を有している。
さらに、▲３▼の方法ではＯ３  を発生させるための設備が高価であり、且つ、電力や電極等のランニングコストも効果であるためエッチング液の再生にかかる費用が高価になるという問題があった。
【０００９】
この発明の目的は、安全のための設備費等が不要で危険性が無く、且つ、エッチング液の再生にかかる費用を安価にするエッチング液の再生方法およびエッチング液再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のエッチング液の再生方法は、まず所定量の塩酸とこの塩酸と同量または少ない量の過酸化水素水とをミキサで混合し、該ミキサで混合した混合液を金属の腐食を行って組成の変化した塩化鉄エッチング液の再生タンクに投入することを特徴とする。
【００１１】
この発明のエッチング液再生装置は、塩酸を貯蔵する第１の貯蔵手段と、過酸化水素水を貯蔵する第２の貯蔵手段と、エッチングマシンから金属の腐食を行って組成の変化した塩化鉄エッチング液が排出される再生タンクと、該第１、第２の貯蔵手段に貯蔵されている塩酸およびこの塩酸と同量または少ない量の過酸化水素水とを混合したのち、この混合液を前記再生タンクの塩化鉄エッチング液に加えるミキサと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
この発明のエッチング液の再生方法においては、金属の腐食を行って組成の変化した塩化鉄エッチング液が排出される再生タンクに、塩酸とこの塩酸と同量または少ない量の過酸化水素水とをミキサで混合し、該ミキサで混合した混合液が投入される。すなわち、塩化鉄エッチング液に過酸化水素と塩酸とがミキサで混合されたのち投入されるので、急激な過酸化水素の分解がおこることはなく、エッチング液を再生する工程において爆発等がおこるおそれはない。また、過酸化水素水や塩酸は単価が安いので、このエッチング液の再生にかかる費用も安くなる。
【００１５】
また、この発明のエッチング液再生装置では、ミキサにおいて第１、第２の貯蔵手段から塩酸および過酸化水素水を所定の混合比で混合したのち、この混合液を再生タンクの塩化鉄エッチング液に加える。このように塩酸と過酸化水素水を混合したのち塩化鉄エッチング液に加えることにより、過酸化水素の急激な分解がおこらず安定した反応をさせることができる。
【００１７】
【実施例】
図１は、この発明の実施例となるエッチング液の再生方法を適用したエッチングシステムの概略の構成を示す図である。エッチングシステムは、過酸化水素水を貯蔵するタンク１と、塩酸を貯蔵するタンク２と、前記タンク１およびタンク２に貯蔵されている過酸化水素水と塩酸とを混合するミキサ３と、エッチングを行うエッチングマシン４と、前記エッチングマシン４で使用され組成が変化したことでエッチング能力が低下したエッチング液を再生する再生タンク５とを備えている。なお、この実施例ではエッチング液が塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液であり、エッチングマシン４では鉄をエッチングしている。また、タンク１、２は過酸化水素水と塩酸を単独で貯蔵するので、タンク１、２内で過酸化水素や塩酸はほとんど分離しないので、タンク１、２の容量を大きくして長期間に渡って過酸化水素水および塩酸を貯蔵することもできる。このようにすると、タンク１、２へ過酸化水素水、塩酸を補充する作業の回数を減らすことができる。
【００１８】
エッチングマシン４で使用されている塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液は鉄をエッチングするにつれて以下のように組成が変化する。
４ＦｅＣｌ３  ＋２Ｆｅ  →６ＦｅＣｌ２  
すなわち、エッチング液である塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液は鉄を腐食することで塩化（ＩＩ）鉄溶液に変化する。エッチングマシン４は、このように組成の変化したエッチング液を図示していないポンプを利用して再生タンク５に排出する。
【００１９】
また、タンク１およびタンク２に貯蔵されている過酸化水素水および塩酸がそれぞれミキサ３に排出され、ミキサ３で過酸化水素水と塩酸とが混合される。ミキサ３内で過酸化水素の急激な分解や、塩酸と反応することもない。また、この混合されている溶液中ではＨＣｌとＨ２Ｏ２とが
ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２＝２：１  の比率で混合されている。なお、この比率はミキサ３内の溶液中に含まれるＨＣｌとＨ２Ｏ２とのモル量の比率であって、タンク１およびタンク２から投入される溶液の量の比率ではない。タンク１内のＨ２Ｏ２の濃度とタンク２内のＨＣｌの濃度によって、これらの投入する溶液の量の比率を変化させる。また、この溶液中にはモル量でＨＣｌがＨ２Ｏ２の２倍含まれているとしているが、これが２倍以上であれば２．５倍や３倍等であってもよい。すなわち、ＨＣｌのモル量がＨ２Ｏ２のモル量の２倍以上であればよい。このような比率とする理由については後述する。
【００２０】
そして、このミキサ３内の混合されている過酸化水素と塩酸とを含む溶液が再生タンク５に加えられる。すなわち、再生タンク５の塩化（ＩＩ）鉄溶液に過酸化水素と塩酸とが同時に加えられることになり、再生タンク５内では塩化（ＩＩ）鉄、過酸化水素、および、塩酸とが反応を開始する。以下に、このときの反応式を示す。
２ＦｅＣｌ２  ＋Ｈ２  Ｏ２  ＋２ＨＣｌ→２ＦｅＣｌ３  ＋２Ｈ２  Ｏ
この化学式から明らかなように塩化（ＩＩ）鉄溶液が過酸化水素と塩酸を含む溶液を加えられると塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液に変化する。なお、再生タンク５には再生された塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液の濃度等を検出するためのエッチング制御装置（例えば、特願平７−４８５４５号の明細書に記載されているエッチング制御装置）が設けられており、これで再生タンク５内の塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液が所定の濃度となるようにミキサ３から投入する過酸化水素と塩酸を含む溶液の量を制御している。したがって、過剰なＨＣｌとＨ２  Ｏ２  が再生タンク５に投入されることはない。また、塩化（ＩＩ）鉄溶液に過酸化水素と塩酸とを同時に加えているので、再生タンク５内で急激な過酸化水素の分解が生じることはない。さらに、ミキサ３または再生タンク５に反応速度を減ずる負触媒（例えば、尿素）を投入することでミキサ３または再生タンク５内での反応をより一層安定させることができる。
【００２１】
ところで、再生タンク５に先に過酸化水素を加え、その後に塩酸を加えようとした場合、過酸化水素を塩化（ＩＩ）鉄溶液に加えたとき急激な過酸化水素の分解が生じ、爆発等の危険性をともなうが、この実施例では上記したように一旦過酸化水素水と塩酸をミキサ３にて混合し、この混合した溶液を再生タンク５内の塩化（ＩＩ）鉄溶液に加えるようにしているので、このような危険性はない。
【００２２】
ここで、ＨＣｌのモル量がＨ２Ｏ２のモル量の２倍であれば、この再生工程でＨＣｌとＨ２Ｏ２が全て分解される。このため、ＨＣｌを含むガスの発生もなく人体に悪影響を与えることがない。また、ＨＣｌのモル量がＨ２Ｏ２のモル量の２倍よりも大きければ、再生されたエッチング液中にＨＣｌが残留することになるが、再生工程においてＨ２Ｏ２が全て分解されているので、上記した爆発等の危険性はない。なお、ＨＣｌのモル量をＨ２Ｏ２のモル量の２倍よりも小さくすれば、再生されたエッチング液中にＨ２Ｏ２が残留し、爆発等の危険性を生じる。また、ＨＣｌを含む塩化（ＩＩＩ）鉄溶液をエッチング液として使用しても、エッチングは可能であり、このようなエッチング液であれば、エッチング液に含まれているＨＣｌの量に応じて過酸化水素水を投入するだけで、エッチング液の再生を行うことができる。
【００２３】
以上のように、エッチング工程で塩化（ＩＩＩ）  鉄    が塩化（ＩＩ）鉄に変化し、再生工程で過酸化水素と塩酸とを加えて塩化（ＩＩ）鉄を塩化（ＩＩＩ）  鉄    に再生する。ところで、エッチング工程では、上記したように４モルの塩化（ＩＩＩ）  鉄    が６モルの塩化（ＩＩ）鉄に変化している。また、再生工程では、２モルの塩化（ＩＩ）鉄が２モルの塩化（ＩＩＩ）  鉄    に変化している。すなわち、エッチング工程および再生工程を行うことで４モルの塩化（ＩＩＩ）  鉄    が６モルの塩化（ＩＩＩ）  鉄    となり、これによって１．５倍の塩化（ＩＩＩ）  鉄    を得ることができる。したがって、増加した塩化（ＩＩＩ）  鉄    を他のエッチングシステムで使用することができる。また、再生によって増加した塩化（ＩＩＩ）  鉄    を他の用途に利用することもできる。例えば、鉄の表面を磨く洗鋼処理においては現在塩酸やフッ酸が使用されているが、この増量した塩化（ＩＩＩ）  鉄    を使用しても洗鋼処理を行うことができる。
【００２４】
なお、上記実施例では腐食する金属を鉄としたが、塩化（ＩＩＩ）  鉄溶液はニッケルやクロム等の金属を腐食してエッチング行う場合にも使用することができる。この場合にも、エッチング液は上記した過酸化水素と塩酸を加えることで再生は可能であるが、この再生によって塩化（ＩＩＩ）  鉄    が増加することはない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、エッチング液を再生する際に過酸化水素の急激な分解が生じることがなく、爆発等の危険性がない。また、塩素ガス等の有害なガスの使用や発生もないため、設備費等が安価となるとともに、過酸化水素および塩酸を用いてエッチング液の再生を行うため、エッチング液の再生を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例となるエッチング液の再生方法を適用したエッチングシステムの概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
１、２−タンク
３−ミキサ
４−エッチングマシン
５−再生タンク
【図１】
0003597250.tif 000002