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Tech
Notes
技術專文

實驗計畫與
圖8、抑制劑示意圖 圖10、電解設備 圖11、電解原理說明
測試結果
抑制 抑制
-ve 整流器 +ve
水流方向(出)
促進
電子流至陰極 e + e - 陽極電子流 實驗計畫
Resin Resin
Cu Cu 陰極 根據系統的問題點與文獻的參考，
H 2O 活動陰極
Resin Resin 陰極反應 陽極反應 -v 選用平整劑(聚乙二醇) 圖12作為降
e-
2+
+
Cu + 2 → Cu H 2O → 2H + O 2 + 2 e- 低系統橋接短路機率的改善對策，
e-
+
(2H + 2 → H 2) 為證實平整劑的效益所制定實驗計
H 2O
畫，來驗證平整劑濃度對於橋皆短
圖9、液中求銅系統架構 Cu 2+ 水流方向(進)
+v 路的改善。
陽極
Circulation 陰極 陽極
F12 銅管產出 實驗固定參數
P1/2/3/45/7 Lorry in
管路新設 圖12、聚乙二醇 – 溫度：將循環槽溫度控制 41℃~
42℃。
F12P6 GC to WTS
W-CuSO 4 – 硫酸銅體積：定義每批次循環體
管路新設
電解設備 銅管SGS檢測 3
Buffer Tank Circulation 純度99.99% 積為 5.5M 。
Tank
CuCMP – 電流：電流固定為 250A。
[Cu ]~200mg/L
2+
[H 2 SO 4 ]~5-8%
– 電極數量：12組電極。
– 電解終點：硫酸銅濃度1.1g/L。
– 循環流量：Pump流量40CMH。
2
歸類上述各種藥劑之效果進行分 液中求銅系統介紹 於200A/m )，需要較大之電極
析： 面積，且無法在低濃度有效電解 – 批次 : 每種平整劑濃度進行3批
回收。 次測試。
– 加速劑(Accelerator)：反而會使 圖13、聚乙二醇加藥示意圖
系統架構
銅花生長速度加快 – 為密閉式管狀電解槽，可提供電
解液快速攪拌，克服低濃度離子
– 抑制劑(Suppressor)：電解初期 灌充系統 電解還原槽 實驗變化參數
之質傳問題，可操作於高電流密 聚乙二醇
陰極為平面反而會使整體電鍍效 因應需處理竹科十二吋廠區W- 2
度(可達800A/m )，大大降低電 平整劑濃度 : 0~227ppm。
果下降 CuSO 4 年總產量約為1625噸，扣除
極面積，並可有效回收處理至低
十二廠六期廠區本身產量，尚有約 CCB 為了確保藥劑能夠均勻的混合在硫
– 平整劑(Leveler)：最適合用於避 金屬濃度。
1500噸需藉由槽車清運至十二廠 酸銅中，選擇將平整劑(聚乙二醇)
免長銅花的藥劑。 – 陰陽極採管狀設計，電力線分布 GC 循環電解
六期進行處理。 還原原理 直接加入最後一組電極中並將循環
目前業界大部分皆為填孔電鍍的應 均勻，電解回收金屬均勻性高， 馬達啟動後一小時後才將電解系統
用，同時廠內ECP製程也是利用電 廢液管路 無尖端效應，並設計可分離式陰 25m 3 25m 3 10m 3 10m 3 啟動，如此可使平整劑(聚乙二醇)
鍍法進行電鍍填孔，我們也向ECP 原先廠內W-CuSO 4 廢液經由Lorry- 極板，利用自動天車取銅容易。 處理後排放 均勻地作用在每組電極上，系統進
RD進行詢問解決方法，但因用途 out System清運給處理廠商進行處 – 採模組化設計，擴充容易，電解 Bu er Tank × 2 循環桶槽 反應後桶槽 ECP Tank T460 行加藥並確實記錄各種濃度對於銅
不同且而且通常都是三種藥劑同時 理，利用現有的Lorry-out System 槽採密閉設計，電解過程無酸氣 花產生情形的影響 圖13 。
使用包含平整劑PEG (聚乙二醇)、 進行小量修改將W-CuSO 4 經由管路 散問題。
測試過程中發現加平整劑(聚乙二
加速劑SPS、抑制劑JGB，因為用 直接送至液中求銅系統 圖9 。 圖14、藥量不足銅棒內部狀態
醇)使銅棒內部開始產生變化，下
途不同藥劑濃度也不同，通常皆為
電解原理說明 圖11 列針對各種濃度/藥量產生現象進
藥商的商業機密，本研究僅需避免
電解設備 圖10 行分析。
[1]
銅花不需填洞，所以經參考文獻 陰極反應式：
蘇勇誌，平整劑與加速劑在印刷電 廠內使用的電解回收設備，有以下 Cu 2 + (aq) + 2e - → Cu(S)
路板製程中對填孔電鍍的影響，後 特點： 陽極反應式： 藥量不足(<50ppm)
+
直接選用PEG進行測試實驗。 – 傳統平板電極應用於電解回收 H 2 O(l) → O 2 + 2H + 2e - 銅花呈現大塊顆粒且非常堅硬 圖
時，由於電解液攪拌速度限制了 全反應式： 14，此狀況會迫使維護保養(PM)人
金屬離子傳輸之質傳速率，因此 Cu 2 + (aq) + H 2 O(l) → 員無法進行銅花去除，進而必須提
2
+
無法操作於高電流密度(通常低 Cu(S) + 1/2O + 2H 前將銅棒取出避免連續短路發生。

46 300mm FABS FACILITY JOURNAL SEPTEMBER 2018 47