一种PCB快速退锡的方法技术

本发明专利技术公开了一种PCB快速退锡的方法：将经过蚀刻后的PCB通过H2SO4‑

【技术实现步骤摘要】
一种PCB快速退锡的方法


[0001]本专利技术具体涉及一种PCB快速退锡的方法，属于有色金属冶金领域。

技术介绍

[0002]印刷电路板(PCB)是电子元件的支撑体，其主要功能是连接各种类型的电子零组件形成特定的电路，是电子产品的关键电子互联件，任何电子产品或设备都需要采用印刷电路板进行配备。印刷电路板对于时代发展意义重大，其下游产业已经涉及覆盖所有的消费性电子产品，包括信息、通讯、医疗，甚至航天科技产品在内的各个领域都离不开印刷电路板。
[0003]PCB的生产包括开料、钻孔、磨板、沉铜、电镀、图形转移、镀铜、退膜、蚀刻等20多道工序，其中为了避免PCB上铜基体图形在蚀刻时出现破蚀、断线等情况导致报废，镀锡工艺必不可少，在完成图形制作后再将锡镀层退除。目前国内PCB生产企业大多采用硝酸或硝酸
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烷基磺酸型退锡水进行退锡。
[0004]然而，由于硝酸自身的不稳定性和选择性差等特点，退锡水在进行多次退锡后，其性质会发生较大的变化，退锡水中不仅含有较高浓度的锡离子(100～150g/L)，还含有一定浓度的铜离子和铁离子(20～30g/L)，此外杂环化合物、多环芳香化合物以及其他聚合物也会因为无法开路而逐渐累积。此时，退锡溶液已经无法再继续有效溶解PCB板上的锡镀层，需要进行开路更换。而退役的退锡溶液不仅含有大量的有价金属，也含有较高浓度的硝酸和其他有机成分，属于危险废物。如果不对其进行有效处理，不仅会造成大量资源的浪费，而且带来了巨大的潜在环境污染风险。迄今为止，废退锡水的处理方法主要有：沉淀法、蒸馏法、电解法等。
[0005]总体来看，现行硝酸或硝酸
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烷基磺酸体系的退锡水在退锡过程中及退锡废液的处理还存在两大问题：(1)退锡过程主要以硝酸溶解锡、铜为主，存在NOx气体污染重、污泥和残酸量大、成本高昂的问题；(2)以沉淀法、电解法以及蒸馏法处理退锡水的工艺存在试剂消耗量大、金属回收率低、废水量大等严重问题。
[0006]为解决上述问题，申请人曾开发了“一种基于盐酸
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锡盐体系的退锡水及从废退锡水中会后锡的方法(申请号201410011267.0)”提供了一种基于盐酸
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锡盐体系的非硝酸型退锡水，虽然小型试验结果表明，采用该退锡水能够将镀锡板上的锡有效退除。然而，后续将该方法应用于印刷电路板退锡并回收锡的工业实践中，却遇到了退锡速度慢(大于10分钟)、PCB铜基板腐蚀严重等严重问题。其原因在于，相比于现行的硝酸或硝酸
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烷基磺酸体系退锡水，盐酸
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锡盐体系的退锡水氧化性能相对较弱，对PCB上镀锡的溶解性能更弱，退锡速度也就更慢。而欲采用该退锡水退除PCB上更多的锡，必然要延长退锡时间，然而由于盐酸
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锡盐体系退锡水中Cl
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对PCB板的腐蚀属于“点蚀”，倾向于在PCB板上形成众多呈点状分布的小孔，导致退锡后的铜基板表面非常不平整，从而影响PCB后续的电子加工性能。
[0007]为了有效提高退锡速度，申请人还曾开发了“一种PCB板两段法退锡的方法(申请号201811126057.0)”提供了一种第一段基于盐酸
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锡盐体系，第二段基于硝酸
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硝酸盐体系
的复合二段退锡水，进一步在线高效回收锡的同时有效减少废退锡水处理时氨氮废水的排放。然而，NOx气体污染、污泥和残酸等突出的环境问题仍不能完全解决。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种PCB快速退锡的方法，本专利技术所提供的方法可以有效缩短退锡时间，在避免退锡过程产生NOx气体及处理废退锡水时产生大量氨氮废水排放的同时提高退锡效率。实现PCB退锡绿色、清洁、高效生产的目的。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种PCB快速退锡的方法，将经过蚀刻后的PCB通过H2SO4‑
Sn(SO4)2‑
CH3COOH体系溶液并加入退锡促进剂，在外场耦合强化条件下通入氧化性气体并进行退锡反应，随着反应的进行，PCB上的锡镀层溶解进入溶液中。
[0011]所述的H2SO4‑
Sn(SO4)2‑
CH3COOH体系溶液中H2SO4浓度为1～4mol/L，Sn(SO4)2浓度为100～300g/L，CH3COOH浓度为1～5mol/L，优选的H2SO4浓度为2～3mol/L，Sn(SO4)2浓度为150～250g/L，CH3COOH浓度为3～4mol/L。
[0012]所述的退锡促进剂为针铁矿与甲基磺酸盐、酒石酸、柠檬酸盐、磺基水杨酸中的一种的混合物，优选的退锡促进剂为针铁矿与甲基磺酸盐和酒石酸中的一种混合物。
[0013]所述加入退锡促进剂针铁矿的浓度为1～10g/L，所述甲基磺酸盐、柠檬酸盐为其金属盐，金属选自钠、钾、钙中的至少一种，所述甲基磺酸盐、酒石酸、柠檬酸盐、磺基水杨酸的浓度为0.5～5g/L，优选的针铁矿浓度为2～6g/L，优选的甲基磺酸盐和柠檬酸盐为甲基磺酸钠和柠檬酸钠，优选的甲基磺酸盐、酒石酸、柠檬酸钠、磺基水杨酸的浓度为1～3g/L。
[0014]所述的外场耦合强化条件为超声耦合剪切强化。
[0015]所述超声耦合的超声频率为20～200kHz，超声功率为10～200W，所述剪切强化的剪切速率为2000～10000rpm，优选的超声频率为50～100kHz，超声功率为50～150W，优选的剪切速率为5000～8000rpm。
[0016]所述氧化性气体为氧气、臭氧、氯气中的一种，所述气体流量为1～5L/min，优选的氧化性气体为氧气，气体流量为1.5～3L/min。
[0017]所述的退锡反应温度为40～80℃，反应时间为10～100s。
[0018]原理与优势
[0019]本专利技术的方法，通过改变加入CH3COOH改变原有退锡体系溶液，提高溶液对金属锡的溶解能力，CH3COOH不仅是一种环境友好型有机酸，也是一种优良的金属配位剂，其可以与锡的发生配位反应，使更多的锡溶解进入溶液(如式1
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2)。同时通过引入退锡促进剂，提高溶液的氧化性气氛，其中针铁矿由于其具有疏松多孔的独特结构，可以结合溶液中的自由氧化剂气体分子，使更多的氧化剂气体分子溶解进入溶液中，此时溶液中的氧化性物质不仅含有Sn(SO4)2还有更高浓度的气体氧化剂分子，加快了锡的氧化，进一步加快了锡溶解进入溶液的速率(式3
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5，以氧气为例)。而更意外的是，在加入超声耦合剪切外场强化后，超声波带来的能量一方面使更多的锡暴露在溶液中的同时减少了溶液的浓差极化，即在锡附近的硫酸浓度持续保持在较高的浓度下，另一方面，氧化性气体在超声波的作用下迅速的爆破，增强了溶液的氧化性气氛。剪切强化的加入，使得溶液中固体粒子能够保持在较小的
粒度，具备较大的比表面积，增强了其传递气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCB快速退锡的方法，其特征在于：经过蚀刻后的PCB通过H2SO4‑
Sn(SO4)2‑
CH3COOH体系溶液并加入退锡促进剂，在外场耦合强化条件下通入氧化性气体并进行退锡反应，随着反应的进行，PCB上的锡镀层溶解进入溶液中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的H2SO4‑
Sn(SO4)2‑
CH3COOH体系溶液中H2SO4浓度为1～4mol/L，Sn(SO4)2浓度为100～300g/L，CH3COOH浓度为1～5mol/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的退锡促进剂为针铁矿与甲基磺酸盐、酒石酸、柠檬酸盐、磺基水杨酸中的一种的混合物。4.根据权利要求1和权利要求3所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：南天翔，杨建广，苏安邦，唐施阳，朱强，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：