PCB(Printed Circuit Boards)제조공정의 박리폐액 처리

Abstract

전자부품중의 하나인 PCB(Printed Circuit Boards)제조공정 중 회로를 형성하고 난 후 회로위에 잔류하고 있는 Etching Resist 잉크(E/R 잉크)나 Dry film(D/F)을 sodium hydroxide등의 알카리성 약제를 이용하여 벗겨내는 박리공정에서 발생하는 폐액은 고농도의 잉크나 Film을 함유하고 있기 때문에 침전성이 나빠 처리에 어려움이 있다. 따라서 이 폐액을 위탁처리 하거나 증발농축의 방법으로 처리하고 있는데 위탁처리 시에는 경제적 부담이 크고 증발농축의 방법으로 처리시에도 에너지비용이 크고 악취발생 및 대기오염 발생으로 새로운 처리방법을 필요로 해왔다. 이에 외국특허로 보고되었으나 국내에서는 아직 적용된 바 없는 화학약품을 이용한 박리폐액 처리법에 대해 연구 하였으며 특히 침전성 및 여과성 개량에 대해 검토하였다. E/R 잉크 박리폐액 및 D/F 박리폐액을 Jar-Test를 이용하여 적정 pH 및 화학약품의 종류와 투입량을 결정하였고 현장 적용성을 높이기 위하여 연속처리 장치를 Lab scale로 만들어 실험해 보았으며 주요 결과는 다음과 같다. 단면 PCB 생산공정에서 주로 발생하는 E/R 잉크 박리폐액을 Aluminium chloride hexahydrate 1.4w/v% 투입 후 황산을 이용하여 pH 3으로 조절하는 경우 COD는 73.7% 제거효율을 보였고 SS는 82.6%의 제거 효율을 보였으며 경제적 효과도 위탁처리하는 경우에 비하여 11.7%, 증발농축방법으로 처리하는 경우에 비해 33.4% 수준의 비용으로 처리할 수 있음을 확인하였다. 다층 PCB생산공정에서 주로 발생하는 D/F 박리폐액은 Magnesium sulfate heptahydrate 0.6w/v %로 약품 주입 후 황산을 이용하여 pH 3으로 조절하는 경우 SS는 97.1% COD는 65.1%의 제거효율을 보였으며 경제적 효과도 E/R 잉크 박리잉크 처리와 마찬가지로 위탁처리 하는 경우에 비하여 9.2%, 증발농축 방법에 비하여 30.8% 수준의 비용으로 처리할 수 있음을 확인하였다. 이러한 현상은 박리폐액 중 레진에 존재하고 있는 카르복실기에 다가의 양이온인 알루미늄 및 마그네슘이 반응하여 결합하면서 점성을 저하시켜 효율적인 침전이 가능해진 것으로 추정된다.본 연구를 통하여 국내·외의 PCB제조 공정에서 발생하는 박리폐액을 위탁처리 또는 증발농축 방법이 아닌 화학적 침전법에 의하여 처리가 가능함을 입증하였다.; One of electronic parts, PCB(Printed Circuit Board) manufacturing process include exfoliation process. In the process, remained Etching Resist ink(E/R ink) or Dry film(D/F) on circuit board after formation of circuit shall be removed by alkali liquid such as sodium hydroxide etc. The spent stripper occurred from exfoliation process has problem that is sticky and can not precipitate by common method, because of high concentration and including ink and film. So the spent stripper is being treated by using expert company or evaporative concentration method. Using expert company needs a great number of finance, and the evaporative concentration method has large expenses on energy, bad smell and air pollution, therefore other new treatment method is being required. This study is about the treatment of spent stripper using the chemicals which has still not applied in domestic but only was reported by foreign patent, especially, to improve the precipitation and filtration. For the spent stripper treatment of the E/R ink and D/F, the propriety pH and chemicals type and amount were decided by jar-test. In order to raise a site application it has been done with a continuous process system as lab scale and the major results are as follows. For the spent stripper of the E/R ink which occurs mainly from cross sectional PCB manufacturing process, in case of being added 1.4w/v% of aluminium chloride hexahydrate and adjusting pH 3 with using sulfuric acid, COD shall be removed with efficiency of 73.7% and SS shall be removed with efficiency of 82.6%. The study shows that the treatment can be done with 11.7% expenses comparing to using expert companies and 33.4% expenses of evaporative concentration method. For the spent stripper of the D/F which occurs mainly from multi layered PCB manufacture process, in case of being added 0.6W/V% of magnesium sulfate heptahydrate and adjusting pH 3 with using sulfuric acid, COD shall be removed with efficiency of 97.1% and SS shall be removed with efficiency of 65.1%. The study shows that the treatment can be done with 9.2% expenses comparing to using expert companies and 30.8% expenses of evaporative concentration method. This phenomenon is supposed to have more efficient precipitation as positive ion(aluminum and magnesium) and multi valence of carboxyl group exist as resins in spent stripper react and combine each other. This study established the possibility of the treatment by chemical precipitation for the spent stripper occurred from PCB manufacturing process by not using expert company or evaporation concentration method.