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Oxidation Reduction Potential(ORP) 氧化還原電位
【字体: 】     佚名     网络     2007-10-6 17:39:48     繁體



内容提要:
Oxidation Reduction Potential(ORP) 氧化還原電位,濕制程中有許多是氧化還原同時進行的反應,如內層板面以氯化銅槽液去蝕刻銅箔時,即會發生如下的離子方程式……

Oxidation Reduction Potential(ORP) 氧化還原電位,濕制程中有許多是氧化還原同時進行的反應,如內層板面以氯化銅槽液去蝕刻銅箔時,即會發生如下的離子方程式:
Cu+2 + Cu → 2Cu+1
即當槽液中的二價銅離子(氧化劑)去咬金屬銅時,將會使金屬銅從零價氧化在為1價的亞銅離子,但自身卻也由2價還原到1價。若將之寫成完全方程式並加入鹽酸或氯氣再生時,其變化如下:
CuCl2 + Cu → 2CuCl …… 氧化/還原
2CuCl + 2HCl + H2O2 → 2CuCl2 + 2H2O ……氧化/還原(加酸再生)
2CuCl + Cl2 → 2CuCl2 ……氧化/還原(加氯再生)
蝕刻進行中,槽液內存在有易溶的氧化劑Cu+2與不易溶的還原劑Cu+1,由Nernst方程可知,其ORP電位(E)可計算如下:
E = E0 + (2.3026RT/nF)*log10(Cu+2/Cu+1)
也就是Cu+2與Cu+1之間的平衡電位(E),與氧化劑濃度[Cu+2]成正比,與還原劑濃度[Cu+1]增多是時,其ORP會降低,當Cu+2增加時,其ORP會升高而蝕刻速率(Etch Rate)也將加快。當ORP升高時,蝕刻曲線也會向上揚升而加快。
但卻不能為了加快蝕刻而將ORP設定的太高,以免造成Cl-1被氧化成Cl2,而會有出現氯氣的危險。最好是將ORP控制在500~540mV之間的平台上,可在不產生氯氣的危險下而能得到最高蝕速的27μm/min。
若生產線為了量產而需要加快蝕刻以便有更高的產出(Output)時,不妨增多蝕刻槽或拉長蝕刻段的長度,如此將不必冒險又能兼顧到量產的需求,此時ORP的控制將成為重要的角色。
現行ORP控制器均已十分精良,並可指揮自動添加器與排放幫浦,分別執行有效的工作,對多種濕制程皆能進行自動監控,不但可使制程穩定而且也十分方便。
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