[发明专利]铜离子浓度监控方法

说明书

本发明的监控方法包括以下步骤：提供一含有铜离子的待测溶液；提供一监控装置；于一特定电位区间内，借由该监控装置测定该待测溶液的一循环伏安曲线，该循环伏安曲线具有一峰电流值；提供复数组浓度已知的铜离子标准溶液，于该特定电位区间，借由该监控装置测定该复数组标准溶液的循环伏安曲线，每一浓度的标准溶液的循环伏安曲线具有一峰电流值，以该复数组标准溶液的铜离子浓度值及其相对应的循环伏安曲线的峰电流值确定一线性方程式，该线性方程式为Y＝AX+B，其中Y表示该峰电流值，A表示该线性方程式的斜率，X表示铜离子浓度，B表示该线性方程式的截距；以该线性方程式及该待测溶液的循环伏安曲线的峰电流值，确定该待测溶液的铜离子浓度。

技术领域

本发明有关一种借由循环伏安法定量测定铜离子浓度的监控方法。

背景技术

在制备液晶显示面板与印刷电路板的制程中，往往需要使用各种蚀刻溶液来进行金属材料的蚀刻。蚀刻过程中产生的金属离子会不断累积于蚀刻溶液中，当蚀刻溶液中金属离子的浓度升高到一定程度后，就会使得蚀刻溶液不堪使用，而成为蚀刻废液。

目前在工业中广泛使用的蚀刻液体有酸性氯化铜蚀刻液和碱性氯化铜蚀刻液两种。酸性氯化铜蚀刻液使用氯化铜作为蚀铜剂，并使用酸性氧化系统进行蚀铜剂的再生。碱性氯化铜蚀刻液使用氯化铜与氨水络合反应所生成的二价铜氨络合物Cu(NH₃)₄Cl₂作为蚀铜剂，并与氧气、NH⁴⁺和Cl^-反应，进行蚀铜剂的再生。而随着蚀刻的进行，板件上的铜会被咬蚀而形成一价铜Cu(NH₃)₂Cl，因一价铜不溶于水，使二价铜的浓度随着咬时而逐渐降低，导致蚀刻速度受到影响。

在本领域中，随着厂商与产业别的不同，所用的蚀刻溶液配方与可容忍的金属离子浓度都不尽相同。以国内某些薄膜电晶体液晶显示器 (thin film transistor liquidcrystal display,TFT LCD)制造业者所使用的蚀刻溶液为例，当蚀刻溶液中铜离子的浓度到达约1000ppm时，蚀刻溶液就失去了蚀刻的能力，而必须更换新的蚀刻溶液。另外，在某些印刷电路板(print circuit board,PCB)厂商所利用的铜蚀刻的蚀刻溶液中，可容忍的铜离子浓度约为130g/L。

一般控制碱性蚀刻液浓度的方法为测量pH、比重计和温度，但并无直观的方法去监控测量溶液中一价铜的浓度；另，现有技术中亦有利用螯合剂(例如EDTA)的化学反应来对铜离子进行螯合作用以控制溶液中的铜离子(Cu²⁺)浓度，但因其无法精确地定量控制铜浓度，且有污染槽液和发热等副作用，造成铜的控制成效不彰、成本增加及具有潜在的危险性。另外，现有技术CN201686754U提出一种提铜的自动控制装置，然而自动控制装置是透过比重法进行废液中铜离子浓度的量测，该方法对小体积溶液且低浓度(ppm)的铜离子的灵敏度不高，仍具有待改善的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种借由循环伏安法定量测定铜离子浓度的监控统，为其主要目的。

本发明所采用的技术手段如下所述。

为达上揭目的，本发明的监控方法包括以下步骤：提供一含有铜离子的待测溶液；提供一监控装置；于一特定电位区间内，借由该监控装置测定该待测溶液的一循环伏安曲线，该循环伏安曲线具有一峰电流值；提供复数组浓度已知的铜离子标准溶液，于该特定电位区间，借由该监控装置测定该复数组标准溶液的循环伏安曲线，每一浓度的标准溶液的循环伏安曲线具有一峰电流值，以该复数组标准溶液的铜离子浓度值及其相对应的循环伏安曲线的峰电流值确定一线性方程式，该线性方程式为Y＝AX+B，其中Y表示该峰电流值，A表示该线性方程式的斜率，X 表示铜离子浓度，B表示该线性方程式的截距；以该线性方程式及该待测溶液的循环伏安曲线的峰电流值，确定该待测溶液的铜离子浓度。