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滴定溶液在各行业的应用非常广泛。在食品工业中,滴定法被用于监测食品中的各种化学成分,以确保食品的安全性和合规性;医药行业涉及到药品的纯度、含量和质量控制等多个方面;化妆品行业的成分分析,酸碱度控制等;在废水管理中,用于监测废水中的污染物含量。除了以上行业外,滴定溶液还在农业、化工、环境监测、半导体等多个领域得到应用。
滴定法分析方法简单、快速且成本低的特点,在半导体行业的应用主要体现在对化学溶液成分的监测和控制上。
半导体行业包括硅片生产、集成电路制造和印刷电路板制造等多个环节,这些环节中都涉及到了复杂的化学工艺,如酸洗、清洗、蚀刻、光刻、电镀等。在这些工艺中,溶液的成分和浓度对产品质量有着至关重要的影响。
由于不同工艺流程使用化学品种类的不同,会对同类化学品稀释得到不同浓度的药液,或者不同种类的化学品混配,以满足特定工艺段的应用需求。因此无论是在电子化学品的生产端和使用端,都涉及到对于化学品实际浓度的直接测定,确保使用的化学品浓度符合工艺段的需求,以避免影响生产。
在常规的电子化学品测试过程中,一般采用电位滴定仪法对其浓度进行测定,针对单组份样品的测定选择合适的滴定剂和方法即可。下面介绍几种常用的检测方法。
过氧化氢在半导体行业起到非常关键的作用,常常作为硅片清洁剂,印刷电路板刻蚀剂以及处理金属杂质。
如对于双氧水溶液,可参照国标GB/T 1616-2014进行测定,使用高锰酸钾或者硫酸铈作为滴定剂进行测定,操作简单,检测快速(3-5min),测定结果准确,测定重复性相对标准偏差可控制在1%以内。
方法:取0.1~0.5g双氧水,加DI水至锥形瓶20mL刻度,加20mL 20%硫酸用0.1mol/L硫酸铈标液滴定,滴至终点。
缓冲刻蚀液主要用来刻蚀晶圆上深槽的SiO2氧化膜。氧化膜的腐蚀速度在温度一定时,主要取决于腐蚀液的配比和SiO2参杂情况。
方法:精密称取适量样品,加入50ml水稀释,用0.1mol/L氢氧化钠进行滴定,滴定过程中有两个突跃,第一个突跃为HF的滴定终点,第二个突跃为氟化铵的滴定终点。
HF的pKa为3.45,NH4+的pKa为9.25,所以第一个突跃为HF的滴定终点,第二个突跃为NH4F的滴定终点。根据HF和NH4+解离平衡常数的区别,采用一步滴定即可测定HF和NH4F的浓度。
方法参照SJ/T11636-2016 电子工业用显影液中四甲基氢氧化铵的测定电位滴定法。
方法:精密称取适量样品(精确到0.0001g),置于滴定杯中,加入50mL去离子水,用0.1N盐酸滴定液进行滴定,以第一个等当点计算四甲基氢氧化铵含量。
可以根据不同酸的pKa值不同分别加以测定。
方法一 ,主要应用是铝刻蚀液原料监控:刻铝酸含量测定,(4%HNO3、75%H3PO4、10%HAc)滴定剂(0.2 M KOH-2-Isopronal)溶剂:乙醇:丙二醇=1:1
方法二 ,主要应用是铝刻蚀液生产槽监控——分步滴定,
原因:样品在生产中带入了铝等其它离子会影响测定。
第一步:利用氧化还原法,采用0.1N 硫酸亚铁铵滴定HNO3溶剂:硫酸-水(4:1)。
第二步:利用酸碱滴定,采用0.5N NaOH滴定H3PO4 和 HAc用饱和氯化钠水溶液作溶剂:V1是硝酸+磷酸的第一个H,V2是HAc磷酸的第二个H。
滴定溶液在半导体行业中的应用是广泛且重要的。它不仅能够确保化学工艺的稳定性和产品质量的可靠性,还能够提高生产效率和降低成本。随着半导体技术的不断发展,滴定分析方法在半导体行业中的应用前景将更加广阔。
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