CN105181888A - 一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，蚀刻液浓度监控系统与中央蚀刻液供应系统通讯连接，滴定装置包括滴定腔室，在滴定腔室的顶部设有蚀刻液进液管、去离子水进液管、搅拌器、滴液口、高感度复合电极，在滴定腔室的底部设有气动阀，在滴定腔室顶部的左右两端还各设有一个压缩干燥空气喷头，压缩干燥空气喷头的壁部和底部密集分布有出气孔，压缩干燥空气喷头的出气孔均位于滴定腔室内。本发明在滴定腔室顶部的左右两端各安装一个压缩干燥空气喷头，喷头喷出来的压缩干燥空气可以把处于腔室各个位置的残留水分彻底吹干，保证了残留水分不进入到下次测量的蚀刻液内，提高测量蚀刻液浓度的准确性，降低蚀刻液的使用量，减少生产成本。

Description

一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置

技术领域

本发明涉及蚀刻液浓度监控系统技术领域，具体涉及一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置。

背景技术

在薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，简称：TFT-LCD)生产过程中，湿法蚀刻常被用于蚀刻金属膜层，在蚀刻过程中蚀刻液由于参加化学反应浓度不断降低，使得单位时间内的蚀刻速率也越来越小，为了延长蚀刻液的使用寿命，增加处理基板的枚数，需要引入浓度监控系统对蚀刻液的浓度进行监控，以确定何时加入和排放蚀刻液，达到降低蚀刻液使用成本的目的。

目前用于蚀刻液浓度监控的方式主要分为两种：一种是近红外吸收光谱法(NearInfrared,简称：NIR)方式，一种是中和滴定的方式；现有的中和滴定方式主要是把蚀刻液溶于乙二醇中用氢氧化钠溶液进行滴定，每次滴定完毕后，需要用去离子水(又称：超高纯度水，DeionizedWater，简称：DIW)把滴定腔室内的蚀刻残留液清洗干净，清洗完毕后的腔室内会残留去离子水DIW，需要用压缩干燥空气吹干以防止残留去离子水DIW混入到下次测量的蚀刻液中，从而影响到测试的准确性。

现有的滴定装置只在滴定腔室的一侧安装有一个压缩干燥空气喷头，且不能伸入到滴定腔室内，这样滴定腔室内没有压缩干燥空气喷头的一侧在干燥时会受到影响，如果未干燥的残留水分进入到下一次测试的蚀刻液内就会使测得的蚀刻液浓度比实际值要小，如果按测试的浓度进行补液，则会使蚀刻液的使用量增加，进而加大生产成本，因此，对压缩干燥空气喷头的结构及其在滴定腔室内分布位置的优化势在必行。

发明内容

本发明提供一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，解决了提高测量蚀刻液浓度的准确性，降低蚀刻液使用量的技术问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，所述蚀刻液浓度监控系统与中央蚀刻液供应系统通讯连接，所述滴定装置包括滴定腔室，在滴定腔室的顶部设有蚀刻液进液管、去离子水进液管、搅拌器、滴液口、高感度复合电极，在滴定腔室的底部设有气动阀，在滴定腔室顶部的左右两端还各设有一个压缩干燥空气喷头，所述压缩干燥空气喷头的壁部和底部密集分布有出气孔，所述压缩干燥空气喷头的出气孔均位于滴定腔室内。

进一步地，所述蚀刻液进液管用于注入蚀刻液和乙二醇溶剂。

进一步地，所述滴液口用于注入氢氧化钠溶液，注入的氢氧化钠溶液用于滴定加入乙二醇溶剂的蚀刻液。

进一步地，所述高感度复合电极用于在滴定过程中测试滴定溶液的PH值，滴定溶液含有所述蚀刻液、乙二醇溶剂和钠的盐溶液；

所述蚀刻液浓度监控系统根据从所述高感度复合电极获取的PH值信息计算出蚀刻液各个成分的浓度，并把浓度信号传送给所述中央蚀刻液供应系统，所述中央蚀刻液供应系统进行蚀刻液成分的补充加入。

进一步地，所述压缩干燥空气喷头底部分布的出气孔口径比壁部分布的出气孔口径大，底部分布的出气孔比壁部分布的出气孔排布更加密集。

本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明改变了滴定腔室内压缩干燥空气喷头的结构及其在滴定腔室内的分布位置，把压缩干燥空气喷头安装在滴定腔室的内部，且在滴定腔室顶部的左右两端各安装一个压缩干燥空气喷头。在干燥腔室的过程中，压缩干燥空气分别从密布在压缩干燥空气喷头壁部和底部的出气孔喷出，喷出来的压缩干燥空气可以把处于腔室各个位置的残留水分彻底吹干，保证了腔室内残留的水分不会进入到下次测量的蚀刻液内，从而提高测量蚀刻液浓度的准确性，降低蚀刻液的使用量，减少生产成本。

附图说明

图1是本发明的用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置的结构示意图；

图2是本发明中的压缩干燥空气喷头的主视图；

图3是本发明中的压缩干燥空气喷头的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，所述蚀刻液浓度监控系统与中央蚀刻液供应系统通讯连接，所述滴定装置包括滴定腔室10，在滴定腔室10的顶部设有蚀刻液进液1、去离子水DIW进液管2、搅拌器3、滴液口4、高感度复合电极5，在滴定腔室10的底部设有气动阀6，在滴定腔室10顶部的左右两端还各设有一个压缩干燥空气喷头7，所述压缩干燥空气喷头7的壁部和底部密集分布有出气孔71，72，所述压缩干燥空气喷头7的出气孔71，72均位于滴定腔室10内。

在本实施例中，所述蚀刻液进液管1用于注入蚀刻液和乙二醇溶剂。

在本实施例中，所述滴液口4用于注入氢氧化钠溶液，注入的氢氧化钠溶液用于滴定加入乙二醇溶剂的蚀刻液。

在本实施例中，所述高感度复合电极5用于在滴定过程中测试滴定溶液的PH值，滴定溶液含有所述蚀刻液、乙二醇溶剂和钠的盐溶液；

在本实施例中，所述蚀刻液浓度监控系统根据从所述高感度复合电极5获取的PH值信息计算出蚀刻液各个成分的浓度，并把浓度信号传送给所述中央蚀刻液供应系统，所述中央蚀刻液供应系统进行蚀刻液成分的补充加入。

在本实施例中，所述压缩干燥空气喷头7底部分布的出气孔72口径比壁部分布的出气孔71口径大，底部分布的出气孔72比壁部分布的出气孔71排布更加密集。

在本实施例中，所述蚀刻液为AL蚀刻液，主要由一定浓度的硝酸、磷酸、醋酸以及添加剂和水构成。

下面对采取中和滴定法的蚀刻液浓度监控系统的使用原理进行描述，当用中和滴定法监控AL蚀刻液的浓度时，要对AL蚀刻液中的三种成分(硝酸、磷酸、醋酸)的浓度分别监控，监控时通过高感度复合电极5测试蚀刻液的PH值来分别确定。具体为用氢氧化钠溶液滴定蚀刻溶液，根据酸碱中和反应原理，氢氧化钠先与硝酸进行反应，一边滴定一边通过高感度复合电极5进行测试，当测试出的PH值达到1时，样品蚀刻液中的硝酸完全反应，根据滴定消耗的氢氧化钠的量，可算出滴定前蚀刻液中硝酸的浓度；当测试出的PH值为1时磷酸开始解离，氢氧化钠与磷酸反应生成磷酸二氢钠，当高感度复合电极5测试的PH值达到4.5时，样品蚀刻液中的磷酸被完全中和，根据消耗的氢氧化钠的量，可算出样品液滴定前磷酸的浓度；当测试出的PH值为4.5时醋酸开始解离，反应生成醋酸钠，当测试出的PH值达到9.7时(因为生成的醋酸钠溶液为弱碱性，所以PH值大于7)，醋酸完全被中和，根据滴定氢氧化钠的量可算出滴定前样品蚀刻液中醋酸的浓度。算出各个蚀刻液成分(硝酸、磷酸、醋酸)的浓度后，监控系统会发出信号给中央蚀刻液供应系统CCSS进行补液。用于测试PH值的高感度复合电极5主要由两个电极构成，一个是玻璃电极，另一个是参比电极，

两个电极与蚀刻液构成化学原电池，根据玻璃电极上测试所得的电势能，结合奈斯特方程可以算出溶液中的PH值。

下面对采用中和滴定方式的浓度监控系统的滴定过程加以描述，图1为滴定腔室构造平面图，蚀刻液通过蚀刻液进液管1注入到滴定腔室10内，待加入到需要的量时，停止加液。为了提高测试精度，需要用乙二醇溶剂把滴定腔室10内的蚀刻液充分溶解，此时，乙二醇也通过蚀刻液进液管1注入到滴定腔室10内，之所以这么做，目的是让乙二醇把残留在蚀刻液进液管1内的残留液带入到滴定腔室10内，以防止残留在进液管1内的蚀刻液混入到下次测试的蚀刻液内，而对下次测试的精度产生影响。在乙二醇加入到滴定腔室10内时，为了让蚀刻液与乙二醇充分溶解，需要打开滴定腔室内的搅拌器3，待一定量的乙二醇加入完毕后，此时氢氧化钠溶液通过滴液口4进行滴定，在滴定的过程中，高感度复合电极5开始测试溶液中的PH值，根据PH值，蚀刻液浓度监控系统可以计算出测试蚀刻液各个成分的浓度，并把浓度信号提供给中央蚀刻液供应系统CCSS，由中央蚀刻液供应系统CCSS完成对蚀刻液的加入过程，当一次测试完毕后，安装在滴定腔室10底部的气动阀7会打开，把废液排出，废液排放完毕后去离子水DIW进液管2打开，对滴定腔室10进行清洗。清洗完毕后，打开位于滴定腔室两端的两个压缩干燥空气喷头7，如图2,3所示，压缩干燥空气会从喷头壁部和底部密集分布的出气孔71,72喷出，由于压缩干燥空气喷头7底部离滴定腔室10壁的距离相对较远，需要吹出更多的压缩干燥空气，因此压缩干燥空气喷头7底部的出气孔72口径比壁部的出气孔71口径要大，排布也更加密集。由于两个压缩干燥喷头7被设置在滴定腔室10的内部，所以压缩干燥空气从喷头7的壁部和底部的排气孔71,72排出后可以吹到滴定腔室10内的各个角落，进而达到了把残留在腔壁上的残留水分彻底吹干的目的。

如上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，所述蚀刻液浓度监控系统与中央蚀刻液供应系统通讯连接，所述滴定装置包括滴定腔室，在滴定腔室的顶部设有蚀刻液进液管、去离子水进液管、搅拌器、滴液口、高感度复合电极，在滴定腔室的底部设有气动阀，其特征在于：在滴定腔室顶部的左右两端还各设有一个压缩干燥空气喷头，所述压缩干燥空气喷头的壁部和底部密集分布有出气孔，所述压缩干燥空气喷头的出气孔均位于滴定腔室内。

2.根据权利要求1所述的用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，其特征在于：所述蚀刻液进液管用于注入蚀刻液和乙二醇溶剂。

3.根据权利要求2所述的用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，其特征在于：所述滴液口用于注入氢氧化钠溶液，注入的氢氧化钠溶液用于滴定加入乙二醇溶剂的蚀刻液。

4.根据权利要求3所述的用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，其特征在于：所述高感度复合电极用于在滴定过程中测试滴定溶液的PH值，滴定溶液含有所述蚀刻液、乙二醇溶剂和钠的盐溶液；

所述蚀刻液浓度监控系统根据从所述高感度复合电极获取的PH值信息计算出蚀刻液各个成分的浓度，并把浓度信号传送给所述中央蚀刻液供应系统，所述中央蚀刻液供应系统进行蚀刻液成分的补充加入。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于蚀刻液浓度监控系统的滴定装置，其特征在于：所述压缩干燥空气喷头底部分布的出气孔口径比壁部分布的出气孔口径大，底部分布的出气孔比壁部分布的出气孔排布更加密集。