Page 47 - Vol.31
P. 47

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
   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52