一种测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法与流程

1.本发明涉及分析化学技术领域，具体涉及一种测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法。


背景技术：

2.负性光刻胶显影液是薄膜晶体管-液晶显示器(tft-lcd)制造工艺中rgb彩膜制程使用的重要电子化学品。负性光刻胶显影液中的氢氧化钾与rgb制程中的光刻胶进行显影作用，得到目标图案。显影液中氢氧化钾的含量对显影作用有重要影响，而其中氢氧化钾含量较低，传统氢氧化钾含量检测方法无法精确检测其含量，且操作受人为影响较大，准确度低。
3.公布号为cn105589304a的中国专利申请，公开了一种光刻胶用显影液及其制备方法和应用，由强碱缓冲体系、分散剂和水组成，所述的强碱缓冲体系与所述的分散剂的质量比为2～5:1，所述的分散剂的质量为所述的显影液总质量的0.5％～5％。该显影液可应用于各种膜厚的光刻胶，显影图案分辨率高。但该专利没有涉及如何检测氢氧化钾的含量。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于如何准确检测负性光刻胶显影液中的氢氧化钾的含量。
5.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
6.一种测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法，包括以下步骤：
7.s1：配制标准滴定剂
8.以盐酸为溶质，高纯水为溶剂，配制浓度为0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液为标准滴定剂；
9.s2：将步骤s1配好的0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液进行第一次振荡混匀，静置，再进行第二次振荡混匀，然后静置备用；
10.s3：将三羟甲基氨基甲烷(下文简称：tris)基准试剂放入烘干箱中干燥，干燥结束后取出置于干燥器中，充分冷却至室温；
11.s4：两次称取步骤s3中干燥冷却的tris，分别对应步骤s1中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液，加高纯水溶解，移至自动电位滴定仪的滴定台上，并启动搅拌至完全溶解，获得tris水溶液；
12.s5：通过自动电位滴定仪分别将步骤s2中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液滴定至步骤s4的tris水溶液中，直至出现明显滴定突跃，此突跃即为滴定终点，根据称取的tris质量及消耗的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液体积，分别计算两种滴定剂浓度，其计算公式为：
13.14.式中：m为步骤s4中称取的tris的质量数值，单位为g；m为tris的摩尔质量值，即为121.14，单位为g/mol；v为滴定终点对应消耗盐酸标准滴定剂的体积值，单位为ml；
15.s6：重复步骤s4、s5均七次，并分别计算八次滴定剂0.1mol/l和1.0mol/l的浓度平均值，且满足八次平行滴定的rsd≤0.10％，分别以八次滴定的平均值作为0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值；
16.s7：称取负性光刻胶显影液样品，加入高纯水至50ml，表面皿盖住烧杯口，迅速移至自动电位滴定仪的滴定台上，并加透明自封袋封口；
17.s8：通过自动电位滴定仪，先用步骤s2配制的1.0mol/l盐酸-水溶液滴到负性光刻胶显影液溶液中至溶液ph为10.5，即为等当点ep1，继续用步骤s2中配制的0.1mol/l盐酸-水溶液滴定到负性光刻胶显影液样品溶液中，直至出现明显突跃点，即为氢氧化钾滴定等当点，即为ep2，根据步骤s6得到的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值和等当点ep1和ep2对应消耗步骤s2中0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的体积，计算负性光刻胶显影液中氢氧化钾的含量，其计算公式为：
[0018][0019]
式中：c1、c2分别对应步骤s6中获得的1.0mol/l和0.1mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值，单位为mol/l；v1、v2分别对应等当点ep1和ep2消耗体积值，单位为ml；m为氢氧化钾的摩尔质量值，即为56.10，单位为g/mol；m为称取的负性光刻胶显影液样品质量，单位为g。
[0020]
有益效果：采用水性det-ph动态滴定方法定量，能够精确地测量出氢氧化钾的含量。
[0021]
优选的，所述步骤s1中盐酸为分析纯盐酸。
[0022]
优选的，所述步骤s1中高纯水的电阻率≥15mω。
[0023]
优选的，所述步骤s2中第一次振荡混匀20-40min，静置20-30h，第二次振荡混匀25-35min。
[0024]
优选的，所述步骤s3中的干燥条件为温度100-120℃，时间4-6h。
[0025]
优选的，所述步骤s4中两次称取tris的质量分别为0.15-0.20g和0.60-0.85g。
[0026]
优选的，所述步骤s4中两次称取tris的质量精确至0.1mg。
[0027]
优选的，所述步骤s4中加入高纯水的体积为40-60ml。
[0028]
优选的，所述步骤s7中称取的负性光刻胶显影液样品的质量为25-30g。
[0029]
优选的，所述步骤s7中负性光刻胶显影液中氢氧化钾的百分含量为2.5-5％。
[0030]
本发明的优点在于：本发明对负性光刻胶显影液中氢氧化钾采用水性det-ph动态滴定方法定量，能够精确地测量出氢氧化钾的含量，可以满足在线实时取样的滴定分析，并且检测速度快，无前处理，检测产生废液组成简单且危害低，能实时反馈氢氧化钾含量，能够满足在线检测和控制要求。
具体实施方式
[0031]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出
创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例1：
[0033]
样品1的配制：取6.2543g氢氧化钾(质量浓度48％)和93.7568g高纯水，配成负性光刻胶显影液，计算样品1中氢氧化钾含量为：
[0034]
6.2543
×
48/(6.2543 93.7568)，即3.002％。
[0035]
一种测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法，包括以下步骤：
[0036]
s1：配制标准滴定剂：以盐酸为溶质，高纯水为溶剂，配制浓度为0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液为标准滴定剂；
[0037]
s2：将步骤s1配好的0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液进行第一次振荡混匀30min，静置24h，再进行第二次振荡混匀30min，然后静置备用；
[0038]
s3：将tris基准试剂放入烘干箱中干燥，干燥条件为110℃，时间5h，干燥结束后取出置于干燥器中，充分冷却至室温；
[0039]
s4：两次称取步骤s3中干燥冷却的tris的质量分别为0.1598g和0.6674g，分别对应步骤s1中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液，加50ml高纯水溶解，移至自动电位滴定仪的滴定台上，并启动搅拌至完全溶解，获得tris水溶液；
[0040]
s5：通过自动电位滴定仪分别将步骤s2中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液滴定至步骤s4的tris水溶液中，直至出现明显滴定突跃，此突跃即为滴定终点，根据称取的tris质量及消耗的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液体积，分别计算两种滴定剂浓度，其计算公式为：
[0041][0042]
式中：m为步骤s4中称取的tris的质量数值，单位为g；m为tris的摩尔质量值，即为121.14，单位为g/mol；v为滴定终点对应消耗盐酸标准滴定剂的体积值，单位为ml；
[0043]
s6：重复步骤s4、s5均七次，并分别计算八次滴定剂0.1mol/l和1.0mol/l的浓度平均值，且满足八次平行滴定的rsd≤0.10％，如下表所示：
[0044][0045]
由上表可知，八次滴定的平均值为0.09989mol/l和0.9979mol/l，作为0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值；
[0046]
s7：称取26.1768g负性光刻胶显影液待测样品1于100ml烧杯中，加入高纯水至
50ml，表面皿盖住烧杯口，迅速移至自动电位滴定仪的滴定台上，并加透明自封袋封口；
[0047]
s8：通过自动电位滴定仪，先用步骤s2配制的1.0mol/l盐酸-水溶液滴到负性光刻胶显影液溶液中至溶液ph为10.5，即为等当点ep1，继续用步骤s2中配制的0.1mol/l盐酸-水溶液滴定到负性光刻胶显影液样品溶液中，直至出现明显突跃点，即为氢氧化钾滴定等当点，即为ep2，根据步骤s6得到的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值和等当点ep1和ep2对应消耗步骤s2中0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的体积，计算负性光刻胶显影液中氢氧化钾的含量，其计算公式为：
[0048][0049]
式中：c1、c2分别对应步骤s6中计算得出的1.0mol/l和0.1mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值，即0.09989mol/l和0.9979mol/l，单位为mol/l；v1、v2分别对应等当点ep1和ep2消耗体积值，根据滴定终点ep判断，得v1＝13.9494ml，v2＝0.6195ml，单位为ml；m为氢氧化钾的摩尔质量值，即为56.10，单位为g/mol；m为称取的负性光刻胶显影液样品质量，单位为g；
[0050]
将数据代入步骤s8中公式，计算得到氢氧化钾含量为：2.997％
[0051]
平行测量3次，将自配样品1的配制浓度与实测浓度进行对比，具体数据见表1。
[0052][0053]
表1
[0054]
实施例2：
[0055]
样品2的配制：取8.1438g氢氧化钾(质量浓度48％)和91.6649g高纯水，配成负性光刻胶显影液，计算样品2中氢氧化钾含量为：
[0056]
8.1438
×
48/(8.1438 91.6649)，即3.917％。
[0057]
一种测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法，包括以下步骤：
[0058]
s1：配制标准滴定剂：以盐酸为溶质，高纯水为溶剂，配制浓度为0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液为标准滴定剂；
[0059]
s2：将步骤s1配好的0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液进行第一次振荡混匀20min，静置20h，再进行第二次振荡混匀25min，然后静置备用；
[0060]
s3：将三羟甲基氨基甲烷(下文简称：tris)基准试剂放入烘干箱中干燥，干燥条件为100℃，时间4h干燥结束后取出置于干燥器中，充分冷却至室温；
[0061]
s4：两次称取步骤s3中干燥冷却的tris的质量分别为0.1598g和0.6674g，分别对应步骤s1中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液，加40ml高纯水溶解，移至自动电位滴定仪的滴定台上，并启动搅拌至完全溶解，获得tris水溶液；
[0062]
s5：通过自动电位滴定仪分别将步骤s2中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液滴定至步骤s4的tris水溶液中，直至出现明显滴定突跃，此突跃即为滴定终点，根据称取的tris质量及消耗的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液体积，分别计算两种滴定剂浓度，其计算公式为：
[0063][0064]
式中：m为步骤s4中称取的tris的质量数值，单位为g；m为tris的摩尔质量值，即为121.14，单位为g/mol；v为滴定终点对应消耗盐酸标准滴定剂的体积值，单位为ml；
[0065]
s6：重复步骤s4、s5均七次，七次分别称取tris样品的质量与实施例1相同，并分别计算八次滴定剂0.1mol/l和1.0mol/l的浓度平均值，且满足八次平行滴定的rsd≤0.10％，分别以八次滴定的平均值作为0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值，即0.09989mol/l和0.9979mol/l；
[0066]
s7：称取25.9873g负性光刻胶显影液样品，加入高纯水至50ml，表面皿盖住烧杯口，迅速移至自动电位滴定仪的滴定台上，并加透明自封袋封口；
[0067]
s8：通过自动电位滴定仪，先用步骤s2配制的1.0mol/l盐酸-水溶液滴到负性光刻胶显影液溶液中至溶液ph为10.5，即为等当点ep1，继续用步骤s2中配制的0.1mol/l盐酸-水溶液滴定到负性光刻胶显影液样品溶液中，直至出现明显突跃点，即为氢氧化钾滴定等当点，即为ep2，根据步骤s6得到的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值和等当点ep1和ep2对应消耗步骤s2中0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的体积，计算负性光刻胶显影液中氢氧化钾的含量，其计算公式为：
[0068][0069]
式中：c1、c2分别对应步骤s6中计算得出的1.0mol/l和0.1mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值，即0.09989mol/l和0.9979mol/l，单位为mol/l；v1、v2分别对应等当点ep1和ep2消耗体积值，根据滴定终点ep判断，得v1＝18.1094ml，v2＝0.70345ml，单位为ml；m为氢氧化钾的摩尔质量值，即为56.10，单位为g/mol；m为称取的负性光刻胶显影液样品质量，单位为g；
[0070]
将数据代入步骤s8中公示，计算得到氢氧化钾含量为：3.916％。
[0071]
平行测量3次，将自配样品2的配制浓度与实测浓度进行对比，具体数据见表2。
[0072][0073]
表2
[0074]
实施例3：
[0075]
样品3的配制：取9.7768g氢氧化钾(质量浓度48％)和91.0436g高纯水，配成负性光刻胶显影液，计算样品3中氢氧化钾含量为：
[0076]
9.7768
×
48/(9.7768 91.0436)，即4.655％。
[0077]
一种测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法，包括以下步骤：
[0078]
s1：配制标准滴定剂：以盐酸为溶质，高纯水为溶剂，配制浓度为0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液为标准滴定剂；
[0079]
s2：将步骤s1配好的0.1mol/l和1.0mol/l的盐酸-水溶液进行第一次振荡混匀40min，静置30h，再进行第二次振荡混匀35min，然后静置备用；
[0080]
s3：将三羟甲基氨基甲烷(下文简称：tris)基准试剂放入烘干箱中干燥，干燥条件为120℃，时间6h干燥结束后取出置于干燥器中，充分冷却至室温；
[0081]
s4：两次称取步骤s3中干燥冷却的tris的质量分别为0.1598g和0.6674g，分别对应步骤s1中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液，加60ml高纯水溶解，移至自动电位滴定仪的滴定台上，并启动搅拌至完全溶解，获得tris水溶液；
[0082]
s5：通过自动电位滴定仪分别将步骤s2中的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液滴定至步骤s4的tris水溶液中，直至出现明显滴定突跃，此突跃即为滴定终点，根据称取的tris质量及消耗的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液体积，分别计算两种滴定剂浓度，其计算公式为：
[0083][0084]
式中：m为步骤s4中称取的tris的质量数值，单位为g；m为tris的摩尔质量值，即为121.14，单位为g/mol；v为滴定终点对应消耗盐酸标准滴定剂的体积值，单位为ml；
[0085]
s6：重复步骤s4、s5均七次，七次分别称取tris样品的质量与实施例1相同，并分别计算八次滴定剂0.1mol/l和1.0mol/l的浓度平均值，且满足八次平行滴定的rsd≤0.10％，分别以八次滴定的平均值作为0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值，即0.09989mol/l和0.9979mol/l；
[0086]
s7：称取26.8723g负性光刻胶显影液样品，加入高纯水至50ml，表面皿盖住烧杯口，迅速移至自动电位滴定仪的滴定台上，并加透明自封袋封口；
[0087]
s8：通过自动电位滴定仪，先用步骤s2配制的1.0mol/l盐酸-水溶液滴到负性光刻胶显影液溶液中至溶液ph为10.5，即为等当点ep1，继续用步骤s2中配制的0.1mol/l盐酸-水溶液滴定到负性光刻胶显影液样品溶液中，直至出现明显突跃点，即为氢氧化钾滴定等当点，即为ep2，根据步骤s6得到的0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值和等当点ep1和ep2对应消耗步骤s2中0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的体积，计算负性光刻胶显影液中氢氧化钾的含量，其计算公式为：
[0088][0089]
式中：c1、c2分别对应步骤s6中计算得出的1.0mol/l和0.1mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值，即0.09989mol/l和0.9979mol/l，单位为mol/l；v1、v2分别对应等当点ep1和ep2消耗体积值，根据滴定终点ep判断，得v1＝22.2194ml，v2＝0.6034ml，单位为ml；m为氢氧化钾的摩尔质量值，即为56.10，单位为g/mol；m为称取的负性光刻胶显影液样品质量，单位为
g；
[0090]
将数据代入步骤s8中公式，计算得到氢氧化钾含量为：4.641％。
[0091]
平行测量3次，将自配样品3的配制浓度与实测浓度进行对比，具体数据见表2。
[0092]
样品3的配制：取9.7768g氢氧化钾(质量浓度48％)和91.0436g高纯水，配成负性光刻胶显影液，计算样品3中氢氧化钾含量为3.917％。
[0093]
称取26.8723g待测样品3于100ml烧杯中，加入适量高纯水至50ml，用已标定的浓度为0.09989mol/l和0.9979mol/l盐酸-水滴定剂进行滴定。根据滴定终点ep判断，得v1＝22.2194ml，v2＝0.6034ml，由s8中公示计算得到氢氧化钾含量为：4.641％。
[0094]
平行测量3次，将自配样品3的配制浓度与实测浓度进行对比，具体数据见表3。
[0095][0096]
表3
[0097]
实施例4：
[0098]
从负性光刻胶显影液供应槽在线采集适量样品，称取25.9871g待测样品于100ml烧杯中，加入适量高纯水至50ml，采用实施例1中计算得出的八次滴定的平均值0.09989mol/l和0.9979mol/l，作为0.1mol/l和1.0mol/l盐酸-水溶液的最终浓度值。根据滴定终点ep判断，得v1＝19.9875ml，v2＝0.6537ml，将数据代入步骤s8中公式，计算得到氢氧化钾含量为：4.320％。
[0099]
平行测量3次，3次实测浓度相对比，具体数据见表4。
[0100][0101]
表4
[0102]
结论：
[0103]
由表1-4可知：
[0104]
1、实施例1、2、3通过对负性光刻胶显影液样品中配制含量和实测含量进行对比，分别用相对误差和相对标准差来衡量本发明检测方法的准确度和精密度，对比结果说明：不同浓度情况下，测量结果的相对误差和相对标准偏差是不同的，但相对误差不超过1％，相对标准偏差不超过0.5％，证明本发明检测方法的准确度和精密度都是可接受的。因此，
本发明可以用作在线测定负性光刻胶显影液中氢氧化钾含量的方法。
[0105]
2、实施例4采集负性光刻胶显影液在线样品作为实例，检测结果重现性非常高，且本发明可在线随时取样，快速检测，准确度高，能够及时反馈氢氧化钾的在线数据。
[0106]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。