Analysis of elemental impurities in electronic grade copper sulfate using the Thermo Scientific iCAP 7400 ICP-OES Duo

Význam tématu

V oblasti výroby elektronických komponent je klíčová vysoká čistota měďnatých solí, zejména síranu měďnatého (CuSO4). Přítomnost stopových kationtů, jako jsou Fe, Ca či Cr, může vést k nežádoucím nečistotám na elektrolyticky nanášené mědi a snižovat její elektrickou vodivost.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je ověřit schopnosti spektrometru Thermo Scientific iCAP 7400 ICP-OES Duo při kvantifikaci prvkových nečistot v elektronické kvalitě síranu měďnatého. Studie prezentuje rychlost analýzy, vysokou optickou rozlišovací schopnost a minimální nároky na přípravu vzorku.

Použitá instrumentace

• ICP-OES Thermo Scientific iCAP 7400 ICP-OES Duo
• Software Qtegra™ ISDS pro řízení měření a vyhodnocení dat
• AeroSalt nebulizér a cyklonický skleněný rozprašovač
• Tygon® hadicové vedení vzorku a odpadního roztoku
• Parametry plazmy: osový režim, RF výkon 1150 W, chlazení 12 L/min, pomocný plyn 0,5 L/min, rozprašovací plyn 0,45 L/min

Metodika

Suchý vzorek 5 g elektronického síranu měďnatého byl rozpuštěn v ultrapure vodě a doplněn na objem 250 ml. Kalibrační křivky byly připraveny maticově odpovídající standardy 0, 20, 50 a 100 µg/l ve 2% roztoku CuSO4. Byly zvoleny analytické vlnové délky odpovídající jednotlivým prvkům a expoziční časy 20 s (UV) a 5 s (VIS).

Hlavní výsledky a diskuse

Metodické detekční limity se pohybovaly mezi 0,03 a 4,2 µg/l v závislosti na analyzovaném prvku. Stabilitní test s opakovanou analýzou spikovaného vzorku po dobu 60 minut ukázal RSD nižší než 2 % u většiny prvků (u Pb méně než 4 %). Vzorky spikované 50 µg/l vykázaly spolehlivé recoveries v rozmezí 92–105 %, což potvrzuje vysokou přesnost a reprodukovatelnost metody.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaná ICP-OES metoda poskytuje rychlou a spolehlivou multi-prvkovou analýzu stopových nečistot ve výchozích surovinách pro elektroniku. Je ideální pro kontrolu jakosti v elektronickém průmyslu, polovodičových závodech či při výrobě plošných spojů a bumpingu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj automatizace přípravy vzorků, zdokonalení maticového kalibračního přístupu a integrace online monitorování elektrolytických procesů mohou zvýšit efektivitu a citlivost analýz. Možné je také rozšíření metody na sledování dalších surovin a průběžnou kontrolu výrobních linek.

Závěr

Thermo Scientific iCAP 7400 ICP-OES Duo prokázal vysokou citlivost, přesnost a stabilitu při stanovení stopových prvků v elektronické kvalitě síranu měďnatého, což jej předurčuje pro rutinní kontrolu kvality v odvětví elektroniky.

Reference

Thermo Fisher Scientific. Application Note 43178: Analysis of elemental impurities in electronic grade copper sulfate using the Thermo Scientific iCAP 7400 ICP-OES Duo. 2017.