Monitoring for trace anion contamination in the extracts of electronic components
Aplikace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Ionová chromatografie je hlavní metodou sledování stopových aniontů v extraktech elektronických komponent, kde i velmi nízké koncentrace chloridů, síranů nebo dalších aniontů v přítomnosti vlhkosti mohou vést ke vzniku kyselin a způsobit korozi kritických rozhraní. Metoda je klíčová pro zajištění spolehlivosti vysokorychlostních diskových jednotek a dalších elektronických zařízení.
Cílem bylo vyvinout a optimalizovat dvě přístupy pro kvantifikaci stopových aniontů (fluorid, chlorid, síran, fosfát, nitrát, bromid, organické kyseliny) v extraktech diskových komponent: přímou injekci 1 mL vzorku a off-line prekoncentraci 5 mL vzorku na specializovaném kolonu. Studie se zaměřuje na hodnocení citlivosti, opakovatelnosti a detekčních limitů obou metod a jejich použití pro reálné vzorky diskového spaceru a svěrky.
Extrahované části diskové jednotky se spařily 1 h v 20 mL deionizované vody při 85 °C. Pro přímou injekci se použil 1 mL vzorku, pro prekoncentraci 5 mL na kolonu TAC-LP1. Iontová chromatografie s elektrolyticky generovaným gradientem KOH (0,3–40 mM) probíhala na mikroborových IonPac AS17 (2×250 mm) a AG17 (2×50 mm) sloupcích při 30 °C, průtoku 0,5 mL/min. Detekce v recyklačním režimu tlumené vodivosti se supresorem ASRS ULTRA.
Detekční limity (MDL) pro 1 mL přímou injekci se pohybovaly mezi 0,05–0,45 µg/L, pro 5 mL prekoncentraci 0,014–0,27 µg/L. Prekoncentrace zvýšila signál až pětinásobně, avšak prodloužila dobu analýzy. Systémové blanky vykazovaly anionty většinou pod 1 µg/L, vyjma acetátu a formátu. Aplikace na extrakty diskového spaceru a svěrky prokázala hladiny aniontů v rozsahu jednotek až desítek µg/L v závislosti na materiálu a způsobu čištění.
Očekává se další zvyšování citlivosti díky zdokonaleným supresorům a kolonkám s menším průměrem, rozšíření aplikace na nové materiály a povrchy elektronických komponent, integrace on-line extrakce a analýzy a případné spojení s hmotnostní spektrometrií pro selektivní identifikaci neobvyklých kontaminantů.
Vyvinuté metody přímé injekce a off-line prekoncentrace poskytují flexibilní a robustní přístup k monitorování stopových aniontů ve vodných extraktech diskových komponent. Volba metody závisí na požadované citlivosti a průtoku práce v laboratoři. Obě metody významně přispívají ke zvýšení kvality a spolehlivosti elektronických zařízení.
Iontová chromatografie
ZaměřeníMateriálová analýza, Polovodiče
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Ionová chromatografie je hlavní metodou sledování stopových aniontů v extraktech elektronických komponent, kde i velmi nízké koncentrace chloridů, síranů nebo dalších aniontů v přítomnosti vlhkosti mohou vést ke vzniku kyselin a způsobit korozi kritických rozhraní. Metoda je klíčová pro zajištění spolehlivosti vysokorychlostních diskových jednotek a dalších elektronických zařízení.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout a optimalizovat dvě přístupy pro kvantifikaci stopových aniontů (fluorid, chlorid, síran, fosfát, nitrát, bromid, organické kyseliny) v extraktech diskových komponent: přímou injekci 1 mL vzorku a off-line prekoncentraci 5 mL vzorku na specializovaném kolonu. Studie se zaměřuje na hodnocení citlivosti, opakovatelnosti a detekčních limitů obou metod a jejich použití pro reálné vzorky diskového spaceru a svěrky.
Použitá metodika a instrumentace
Extrahované části diskové jednotky se spařily 1 h v 20 mL deionizované vody při 85 °C. Pro přímou injekci se použil 1 mL vzorku, pro prekoncentraci 5 mL na kolonu TAC-LP1. Iontová chromatografie s elektrolyticky generovaným gradientem KOH (0,3–40 mM) probíhala na mikroborových IonPac AS17 (2×250 mm) a AG17 (2×50 mm) sloupcích při 30 °C, průtoku 0,5 mL/min. Detekce v recyklačním režimu tlumené vodivosti se supresorem ASRS ULTRA.
Použitá instrumentace
- Dionex ICS-2500 (GS50 pumpa, CD25A vodivostní detektor, LC30 komora)
- IonPac AS17 analytický a AG17 ochranný sloupec
- Dionex EG50 Eluent Generator s EGC II KOH cartr.
- Dionex CR-ATC kontinuálně regenerovaný ATC sloupec
- Dionex IonPac TAC-LP1 koncentrátor pro prekoncentraci
- Dionex AS40 autosampler s 5 mL vialkami
- Chromeleon CDS pro řízení a vyhodnocení
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity (MDL) pro 1 mL přímou injekci se pohybovaly mezi 0,05–0,45 µg/L, pro 5 mL prekoncentraci 0,014–0,27 µg/L. Prekoncentrace zvýšila signál až pětinásobně, avšak prodloužila dobu analýzy. Systémové blanky vykazovaly anionty většinou pod 1 µg/L, vyjma acetátu a formátu. Aplikace na extrakty diskového spaceru a svěrky prokázala hladiny aniontů v rozsahu jednotek až desítek µg/L v závislosti na materiálu a způsobu čištění.
Přínosy a praktické využití metody
- Spolehlivé sledování stopové kontaminace ve výrobě elektronických dílů
- Minimalizace koroze a selhání head-to-disk rozhraní
- Flexibilita volby mezi rychlou přímou injekcí a citlivou prekoncentrací
- Automatizace procesů s minimálními nároky na přípravu eluentu
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další zvyšování citlivosti díky zdokonaleným supresorům a kolonkám s menším průměrem, rozšíření aplikace na nové materiály a povrchy elektronických komponent, integrace on-line extrakce a analýzy a případné spojení s hmotnostní spektrometrií pro selektivní identifikaci neobvyklých kontaminantů.
Závěr
Vyvinuté metody přímé injekce a off-line prekoncentrace poskytují flexibilní a robustní přístup k monitorování stopových aniontů ve vodných extraktech diskových komponent. Volba metody závisí na požadované citlivosti a průtoku práce v laboratoři. Obě metody významně přispívají ke zvýšení kvality a spolehlivosti elektronických zařízení.
Reference
- Sinclair J. D. Corrosion of Electronics: The Role of Ionic Substances. J. Electrochem. Soc. 1988, 135, 89C–95C.
- Munson T. Residues.com, Contamination Studies Laboratories, Inc., Newsletter 3, 2000.
- Pauls D. In The Consequences of Ignoring Residues, Proc. Printed Circuit Expo, 2000.
- Plat M.; DeLeo J. Application of ion chromatography to failure analysis of electronics packaging. J. Chromatogr. 1991, 546, 347–350.
- Rathman D.; Fabry L. Proc. Int. Symp. Cleaning Technology in Semiconductor Device Manufacturing, ECS 1992, 338–343.
- Haystead J. cleanrooms 1998, 12(2), 12–20.
- Thompson J. et al. Insight 1999, May/June, 24–29.
- Mee P.; Smallen M.; Vickers D. Insight 1997, March/April, 1–22.
- Kaiser E. et al. J. Chromatogr. 1997, 789, 149–155.
- Thermo Fisher Scientific. TN-8 Concentrator Columns, 2015.
- Liu Y.; Kaiser E.; Avdalovic N. Microchem J. 1999, 62, 162–173.
- Thermo Fisher Scientific. AU142: Trace Anions in High Purity Waters, 2015.
- Thermo Fisher Scientific. AN-146: IonPac AS17 Column, 2015.
- Thermo Fisher Scientific. TN-48: High-Volume Direct Injection with the EG40, 2015.
- MacDougall D.; Crummett W. B. Anal. Chem. 1980, 52, 2242–2249.
- Tabrez S. et al. Precision Cleaning, 1998, 6(5), 17–23.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of trace anions in high-purity waters by ion chromatography with the Dionex IonPac AS17 column using high-volume direct injectio
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 146 Determination of trace anions in high-purity waters by ion chromatography with the Dionex IonPac AS17 column using high-volume direct injection Authors Edward Kaiser and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Keywords Dionex Integrion, Dionex ICS-5000+, Dionex…
Klíčová slova
dionex, dionexasrs, asrsassisted, assistedrecycle, recycleload, loadsodium, sodiumultra, ultraacrylate, acrylatefluoride, fluorideinject, injectbenzoate, benzoatescientific, scientificmethacrylate, methacrylatebromide, bromidethermo
Using a Reagent-Free ion chromatography system to monitor trace anion contamination in the extracts of electronic components
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION UPDATE 157 Using a Reagent-Free ion chromatography system to monitor trace anion contamination in the extracts of electronic components Authors Sumate Pengpumkiat, Weerapong Worawirunwong, Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Keywords Ion chromatography, IC, Dionex ICS-5000+, Integrion, carbonate…
Klíčová slova
oxalate, oxalatebromide, bromidefluoride, fluoridecitrate, citratesodium, sodiumnitrate, nitratephosphate, phosphatesulfate, sulfateacrylate, acrylatedionex, dionexchloride, chloridemethacrylate, methacrylatebezoate, bezoateformate, formateacetate
IonPac AS15 Anion-Exchange Column
2011|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
columns IonPac AS15 Anion-Exchange Column 1.6 2 Peak 1. Fluoride 2. Chloride 3. Nitrite 4. Carbonate 5. Sulfate 6. Bromide 7. Nitrate 8. Phosphate 3 5 µS 1 4 6 7 8 B Concentration (µg/L) A B 0.018 0.48 0.12…
Klíčová slova
anions, anionsinorganic, inorganichydroxide, hydroxideautosuppression, autosuppressiontrace, traceanion, anionrecycle, recycleweight, weightmolecular, molecularorganic, organiclow, lowacids, acidsalkanol, alkanolconcentrator, concentratorminutes
Reducing Carbonate Interference in Anion Determinations with the Carbonate Removal Device (CRD)
2016|Thermo Fisher Scientific|Technické články
Terri Christison and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Reagents and Standards Carbonate, a naturally occurring anion in water and aqueous solutions, results from the dissolution of carbon dioxide gas in these solutions. In some beverages, carbon dioxide…
Klíčová slova
crd, crdcarbonate, carbonateperchlorate, perchloratedionex, dionexsuppressor, suppressoranion, anionasrs, asrsgradient, gradientoptions, optionswater, waterretention, retentionsodium, sodiumcarbonated, carbonatedwithout, withoutacid