자동 적정기를 사용한 PCB 제조를 위한 화학약품의 농도 분석

배 경

인쇄회로기판(Printed Circuit Board_ PCB)은 휴대폰, 디지털카메라, 노트북PC 등 전자부품의 핵심기판으로 사용이 되고 있습니다. 이러한 PCB제작은 원자재 재단에서부터 도금, 코팅, 노광, 에칭작업 및 세척에 이르기 까지 여러 과정을 거치게 되며 다양한 화학약품을 사용하게 됩니다. 예를 들어 회로 pattern이 아닌 부분의 노출된 동박제거를 위한 에칭작업에서 산성용액 및 과산화수소가 사용되며, 전도체인 동을 입혀서 전도성을 부여하기 위한 동도금에서도 화학약품이 사용됩니다. 만약 이 화학약품의 농도가 적다면 노출된 동박이 완전히 제거되지 않거나 전도성이 떨어지는 품질이 저조한 PCB를 제조하게 되며 화학약품의 농도가 과량이면 소비가 많게 되어 PCB의 생산 비용이 과다하게 많이 지출될 수 있습니다.  Mettler-Toledo 자동 적정기 T90을 사용하여 이러한 화학약품의 농도를 정확하게 분석할 수 있으며 수 십 개의 다양한 샘플을 단 한번의 클릭으로 자동적으로 연속하여 분석할 수 있습니다.

소 개

지시약의 색깔 변화로서 분석하는 습식분석(수동적정)은 작업자의 색깔관점이 각각 다르기 때문에 결과의 정확도 및 재현성이 떨어지는 반면 자동적정기는 전극을 사용하여 정확하고 재현성 높은 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 오토샘플러를 사용하여 작업자 없이 수십 개의 샘플을 연속적으로 분석하고 결과는 소프트웨어에 자동적으로 저장되기 때문에 업무의 효율성이 매우 향상됩니다. 또한 자동적정기는 습식분석(수동적정)과 비교하여 미량의 샘플과 시약을 사용하여 정량분석이 가능하기 때문에 비용 감소에도 매우 큰 장점을 가지고 있습니다.

본 실험은 Mettler-Toledo 자동적정기 T90, Rondo 20 오토샘플러, LabX Titration 소프트웨어를 사용하여 황산, 과산화수소, 황산구리, 염소 각각의 농도를 분석하였습니다. 하루에 분석하는 샘플의 수가 100개가 넘기 때문에 두 개의 Rondo 20 오토샘플러를 사용하여 동시 분석을 하였으며 그 결과는 LabX Titration소프트웨어에 자동으로 저장이 됩니다. Rondo 20은 20개의 샘플을 작업자 없이 연속으로 분석할 수 있는 오토샘플러로 각 샘플 분석 후에 전극 및 교반기 튜브를 자동 세척하여 오염으로 인한 분석오차를 최소화할 수 있습니다.

분석방법

황산은 산/염기 적정으로 DGi115-SC전극을 사용하며, 과산화수소는 산화환원적정으로 DMi140-SC전극, 황산구리는 EDTA 적정으로 DP5 광도전극, 염소는 침전적정으로 DMi145-SC 전극을 사용합니다. 적정헤드에 각 전극들을 꽂고, 두 개의 Rondo 20 오토샘플러에 샘플을 놓은 후 단지 클릭 한번만 하면 황산, 염소, 황산구리, 과산화수소의 농도가 연속적으로 자동 분석됩니다. 펌프를 사용하여 증류수가 자동으로 주입되어 작업자는 샘플 전처리가 별도로 요구되지 않으며 분석 후 폐액은 자동으로 배출되어 작업자가 매번 폐액을 버리는 번거로움을 최소화하고 안전하게 작업할 수 있는 환경을 제공합니다.

습식분석(수동적정)으로 100개의 샘플을 분석 시 작업자 두 명이 하루 정도가 걸렸지만 자동적정기와 두 개의 Rondo20 오토샘플러를 사용하여 동시분석을 함으로서 분석시간이 3시간 이내로 단축되었습니다. 뿐만 아니라 Mettler-Toledo 자동적정기는OneClick 시스템으로 한 번만 클릭하면 황산, 염소, 황산구리, 과산화수소의 농도가 연속으로 분석 가능하기 때문에 작업자는 분석시간 동안 다른 업무를 할 수 있습니다. 결과는 LabX Titration 소프트웨어에 저장되고 아래 그림과 같이 뚜렷한 변곡점으로 정확도와 재현성이 높은 신뢰성 있는 결과를 제공합니다.