ZESPÓŁ AUTORSKI

Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Zespół w składzie:
1. Kopyto Dorota
2. Tadeusz Matusewicz
3. Maciej Matusewicz
4. Wit Baranek
5. Zbigniew Myczkowski
6. Leszczyńska-Sejda Katarzyna
7. Pietek Elżbieta
8. Grzechca Piotr

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Wprowadzenie na rynek ekonomicznej, proekologicznej, bezkonkurencyjnej i innowacyjnej metody umożliwiającej regenerację roztworów trawiących przez utlenienie w nich miedzi Cu(I) do Cu(II) z zastosowaniem jedynie tlenu, spowoduje: uproszczenie procesu regeneracji, zmniejszenie kosztów, brak uciążliwego oddziaływania na środowisko oraz poprawę warunków BHP na stanowisku pracy.

Zastosowanie reaktora o nowej konstrukcji wyposażonego w system kontroli i regulacji procesu utleniania oraz czynnika utleniającego: tlenu lub powietrza wzbogaconego w tlen, umożliwia prowadzenie procesu z cyrkulacją tlenu, co zapewnia pełne jego wykorzystanie i przez to osiągnięcie wymaganej, wysokiej kinetyki procesu reoksydacji.

Stosowanie tej nowatorskiej, proekologicznej metody powinno znacznie podnieść standardy techniczne w branży. Wprowadzenie tej metody do praktyki przemysłowej, przy obecnie obserwowanym systematycznym wzroście globalnych przychodów z tytułu produkcji płytek drukowanych (PCB), obecnie szacowanych na ponad 85 mld dolarów, zapewni znaczne korzyści nie tylko finansowe, ale również ekologiczne.

ISTOTA WYNALAZKU

Zespół w składzie: Obecnie najczęściej stosowanym roztworem w procesie wytrawiania obwodów drukowanych jest kwaśny roztwór chlorku miedzi(II), charakteryzujący się wysoką efektywnością wytrawiania oraz możliwością prostej regeneracji kąpieli, czyli utrzymania optymalnych, ustalonych właściwości trawiących. Regeneracja polega na utlenieniu Cu(I) do Cu(II) oraz wyprowadzeniu nadmiaru miedzi z roztworu. Stosowanymi w praktyce przemysłowej utleniaczami Cu(I) są: nadtlenek wodoru (H2O2), chlor gazowy (Cl2), chloran(V) sodu (NaClO3). Stosowanie tych utleniaczy jest jednak kosztowne, a także wiąże się z niedogodnościami związanymi z ochroną środowiska, zabezpieczeniem warunków BHP (emisja chloru), czy też z trudnym do utrzymania optymalnym składem roztworu trawiącego. Dotychczasowe próby wykorzystania powietrza lub tlenu do regeneracji kwaśnych roztworów trawiących, testowane w skali technicznej, nie przyniosły jednak pozytywnych wyników, z uwagi na zbyt małą szybkość reakcji.

W wyniku realizacji projektu badawczego naukowcy z Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach, przy ścisłej współpracy z firmą MATUSEWICZ Budowa Maszyn S.A., opracowali całkowicie nowatorską i oryginalną metodę regeneracji roztworów trawiących. Innowacyjność metody związana jest głównie z konstrukcją reaktora. Konstrukcja reaktora jest relatywnie prosta, mimo to zapewnia warunki intensywnego dyspergowania czynnika utleniającego, mieszania oraz natleniania roztworu trawiącego, co jest istotnym i koniecznym warunkiem prowadzenia skutecznego procesu utleniania Cu(I) do Cu(II). Nowa konstrukcja reaktora, który składa się z aeratora (wirnika i zespołu dyfuzora), przy odpowiednio dużej prędkości obrotowej wirnika, umożliwia bardzo intensywną cyrkulację czynnika utleniającego, a tym samym mieszanie oraz napowietrzanie roztworu. To zapewnia pełne wykorzystanie tlenu w procesie regeneracji oraz osiągnięcie wymaganej wydajności i szybkości procesu, co należy podkreślić nieosiągalnej do tej pory w żadnej ze znanych metod regeneracji roztworów trawiących. Dodatkowym atutem metody jest łatwość sterowania procesem poprzez zastosowanie relatywnie prostego systemu kontroli podstawowych parametrów, znajomość i zależności pomiędzy nimi oraz ich regulacji.

Zarówno sama metoda regeneracji, jak i konstrukcja reaktora zostały zgłoszone do Urzędu Patentowego RP - wynalazek opisujący metodę ( P.422856) oraz budowa i działanie reaktora jako wzór użytkowy ( W 1267230).

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Branża producentów płytek obwodów drukowanych (PCB), to ogromny światowy rynek, którego roczny przychód szacuje się na 78-85 mld dolarów. Jest on ściśle powiązany z ciągle rozwijającym się rynkiem wytwarzającym elementy wykorzystywane w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych.

Pomimo tak ogromnego zapotrzebowania na PCB, nie zaobserwowano w ostatnich latach znaczących zmian w zakresie poprawy efektywności zarówno wytwarzania płytek, jak i regeneracji roztworów trawiących wykorzystywanych przy ich produkcji. Stąd tak ważne dla branży producentów obwodów drukowanych jest znalezienie ekonomicznego, przyjaznego środowisku i skutecznego sposobu regeneracji tych roztworów. Wynalazek zgłoszony do konkursu

Zgłoszony do konkursu wynalazek metodę regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi należy traktować jako proekologiczną, bezściekową i bezodpadową i co ważne nie prowadzi ona do strat miedzi. Wdrożenie opracowanej metody utleniania zużytych roztworów trawiących przyczyni się do uproszczenia procesu ich regeneracji, zmniejszenia kosztów, mniej uciążliwego oddziaływania na środowisko oraz do poprawy warunków BHP na stanowisku pracy.