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滴定溶液在各行業的應用非常廣泛。在食品工業中,滴定法被用于監測食品中的各種化學成分,以確保食品的安全性和合規性;醫藥行業涉及到藥品的純度、含量和質量控制等多個方面;化妝品行業的成分分析,酸堿度控制等;在廢水管理中,用于監測廢水中的污染物含量。除了以上行業外,滴定溶液還在農業、化工、環境監測、半導體等多個領域得到應用。
滴定法分析方法簡單、快速且成本低的特點,在半導體行業的應用主要體現在對化學溶液成分的監測和控制上。
半導體行業包括硅片生產、集成電路制造和印刷電路板制造等多個環節,這些環節中都涉及到了復雜的化學工藝,如酸洗、清洗、蝕刻、光刻、電鍍等。在這些工藝中,溶液的成分和濃度對產品質量有著至關重要的影響。
由于不同工藝流程使用化學品種類的不同,會對同類化學品稀釋得到不同濃度的藥液,或者不同種類的化學品混配,以滿足特定工藝段的應用需求。因此無論是在電子化學品的生產端和使用端,都涉及到對于化學品實際濃度的直接測定,確保使用的化學品濃度符合工藝段的需求,以避免影響生產。
在常規的電子化學品測試過程中,一般采用電位滴定儀法對其濃度進行測定,針對單組份樣品的測定選擇合適的滴定劑和方法即可。下面介紹幾種常用的檢測方法。
過氧化氫在半導體行業起到非常關鍵的作用,常常作為硅片清潔劑,印刷電路板刻蝕劑以及處理金屬雜質。
如對于雙氧水溶液,可參照國標GB/T 1616-2014進行測定,使用高錳酸鉀或者硫酸鈰作為滴定劑進行測定,操作簡單,檢測快速(3-5min),測定結果準確,測定重復性相對標準偏差可控制在1%以內。
方法:取0.1~0.5g雙氧水,加DI水至錐形瓶20mL刻度,加20mL 20%硫酸用0.1mol/L硫酸鈰標液滴定,滴至終點。
緩沖刻蝕液主要用來刻蝕晶圓上深槽的SiO2氧化膜。氧化膜的腐蝕速度在溫度一定時,主要取決于腐蝕液的配比和SiO2參雜情況。
方法:精密稱取適量樣品,加入50ml水稀釋,用0.1mol/L氫氧化鈉進行滴定,滴定過程中有兩個突躍,第一個突躍為HF的滴定終點,第二個突躍為氟化銨的滴定終點。
HF的pKa為3.45,NH4+的pKa為9.25,所以第一個突躍為HF的滴定終點,第二個突躍為NH4F的滴定終點。根據HF和NH4+解離平衡常數的區別,采用一步滴定即可測定HF和NH4F的濃度。
方法參照SJ/T11636-2016 電子工業用顯影液中四甲基氫氧化銨的測定電位滴定法。
方法:精密稱取適量樣品(精確到0.0001g),置于滴定杯中,加入50mL去離子水,用0.1N鹽酸滴定液進行滴定,以第一個等當點計算四甲基氫氧化銨含量。
可以根據不同酸的pKa值不同分別加以測定。
方法一 ,主要應用是鋁刻蝕液原料監控:刻鋁酸含量測定,(4%HNO3、75%H3PO4、10%HAc)滴定劑(0.2 M KOH-2-Isopronal)溶劑:乙醇:丙二醇=1:1
方法二 ,主要應用是鋁刻蝕液生產槽監控——分步滴定,
原因:樣品在生產中帶入了鋁等其它離子會影響測定。
第一步:利用氧化還原法,采用0.1N 硫酸亞鐵銨滴定HNO3溶劑:硫酸-水(4:1)。
第二步:利用酸堿滴定,采用0.5N NaOH滴定H3PO4 和 HAc用飽和氯化鈉水溶液作溶劑:V1是硝酸+磷酸的第一個H,V2是HAc磷酸的第二個H。
滴定溶液在半導體行業中的應用是廣泛且重要的。它不僅能夠確保化學工藝的穩定性和產品質量的可靠性,還能夠提高生產效率和降低成本。隨著半導體技術的不斷發展,滴定分析方法在半導體行業中的應用前景將更加廣闊。
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