CSOT T8|內部研發進度

Open Mask 鍍層移除藥水|研發進度

更新日期:2026-07-18(第三輪・實驗指南版) 三個 1L 配方+採購清單定稿・等粗篩數據
PROJECT BRIEF|專案輪廓

這次要解決什麼?

重點不是單純把鍍層洗掉,而是要在 8 分鐘內完成,同時守住精密遮罩本體。

客戶
華星光電 CSOT
T8 廠
處理對象
OLED 蒸鍍 Open Mask
(Invar 鐵鎳合金基材)
開發目標
一款酸性或中性偏酸的溫和藥水,剝除兩種鍍層且不傷遮罩。

前提已定案:清洗對象是 Open Mask(不是 FMM 細金屬遮罩),基材為 Invar 鐵鎳合金。藥水必須高選擇性——剝掉表面鍍層的同時,Invar 本體零損傷:不失重、不點蝕、不變粗糙、孔徑不變。正式遮罩不可直接當首輪試片。

TWO COATINGS|兩種鍍層

同一槽,要面對兩種組合

IZO 是氧化銦鋅導電膜;CPL 是最外層的有機保護層,需先被溶劑泡軟或溶解,藥水才碰得到下方金屬。

尚無真實試片

鍍層一

Yb 鐿 Ag 銀 IZO 氧化銦鋅

現階段用銀粉、Yb 顆粒與 IZO 顆粒做粗篩。塊材與粉末不能代表真實薄膜的剝除速度,但足以排序配方、並驗證會不會出現不溶殘渣與二次沉澱。

已有真實試片

鍍層二

Mg-Ag 鎂銀 CPL 有機保護層

可直接驗證 CPL 能否被泡軟剝除、Mg-Ag 是否在時限內去乾淨,以及處理後表面是否還有殘留。

NON-NEGOTIABLES|硬條件

開發不能退讓的界線

01 室溫、8 分鐘內

20–25°C 不靠加熱;每 1 分鐘目視,鍍層消失就停,不多泡。

02 Invar 零損傷(硬性關卡)

單次失重 ≤0.001 mg/cm²、10 次循環累積 ≤0.005,無點蝕、粗糙度變化 ≤5%、孔徑不變。

03 超音波 60–80 kHz

實測功率密度 10–20 W/L(量熱法校正),中低功率間歇開,防空蝕把表面打毛。

04 法規紅線(台灣)

毒性化學物質(要向政府申請核可才能用)一律不進配方——硫脲即此類,確定出局。「優先管理化學品」是另一級:報備制、可合法使用(NMP 即此類,已確認可用),依公司 EHS 程序領用申報即可。

05 成本 ≤NT$100/公升

三條路線原料估 NT$10–20/公升,只用掉目標的一到二成。

06 工業級藥水壽命

不能洗幾片就失效;容量上限、監控指標與換液紅線都已量化。

GLOSSARY|名詞解釋

先把這幾個詞講白話

頁面各處會反覆用到這幾個詞,先在這裡講清楚。

空蝕(cavitation)

超音波在液體裡拉出無數微小空穴(蒸氣泡),泡破裂的瞬間像微型水鎚敲在表面上。適度的空蝕幫忙把泡軟的鍍層敲下來;功率太強或敲太久,會把 Invar 表面敲出微小麻點、變粗糙——這就是「把表面打毛」。所以超音波規定 60–80 kHz、中低功率:只借它剝層,不讓它傷遮罩。

配體(ligand)

「抓金屬離子的鉗子」。帶著能咬住金屬離子的原子(常見是氧、氮、硫)的分子或離子,把游離的銀離子整顆包住;被包住的銀離子就沒空跑去 Invar 上反鍍。本案的配體:甲硫胺酸(A/C 用)、硫代硫酸根(B 用)。

螯合劑(chelator)

多隻手的配體,像螃蟹雙螯把離子夾死(螯合的「螯」就是蟹螯)。檸檬酸、EDTA 都是:把溶出的鐵、銦、鐿夾住,不讓它們變成沉澱渣。注意不是越多越好——夾得太兇會連 Invar 表面的鐵、鎳也拉下來,反而促進腐蝕。

鈍化(passivation)

金屬表面長出一層緻密薄膜,把底下的金屬「封起來」反而不溶了。特定酸度+雙氧水過濃時,銀表面就可能長出這種氧化膜——這是「氧化劑加越多反而溶越慢」的主要嫌疑犯。

緩蝕劑(corrosion inhibitor)

保護金屬本體的成分,兩種打法:BTA、PVP 是「吸附成膜型」(搶先鋪一層保護膜);鉬酸鈉是「鈍化型」(幫 Invar 表面長出穩定氧化膜)。

緩衝(buffer)

讓 pH 不亂漂的成分組合(檸檬酸+檸檬酸鈉)。酸被鍍層消耗時,緩衝持續放出氫離子補位,pH 就穩住。

TAIWAN COMPLIANCE|法規紅線

原料先過台灣法規這一關

初期開發只用「買得到、不用向政府申請」的原料;清單以環境部化學物質管理署與勞動部職安署公告為準。

原料台灣管制狀態本案處置
硫脲(CAS 62-56-6) 第四類毒性化學物質,列管編號 144-01,管制濃度 1%;運作前須向縣市主管機關申報毒理資料並取得核可、每年申報運作量 不使用(效果再好也不用)
二氧化硫脲(TDO) 勞動部「優先管理化學品」,達門檻需備查 不使用(且本質是還原劑,幫不了溶銀)
N,N'-二甲基硫脲(DMTU) 未見列管,但屬硫脲衍生物 只當實驗室對照,不進商用配方(客戶 EHS 審查風險)
硫代硫酸鈉甲硫胺酸、半胱胺酸 皆無列管 前兩者入選為硫脲替代品第一、二名
MSA、檸檬酸、甘胺酸、DMSO、DPM、EDTA-2Na 無毒化物列管 可用
NMP 勞動部「優先管理化學品」(報備制;非毒化物、不需核可) 可用(客戶端已確認;依公司 EHS 程序領用)
雙氧水 濃度 ≥36wt% 屬消防法第六類公共危險物品(單一場所管制量 300 kg) 採 35% 規格避開;囤量大時留意消防申報

硫脲替代邏輯:硫脲抓銀靠的是「硫原子的配位能力」。同樣帶硫供體、又完全合法的替代是 硫代硫酸鈉(抓銀最強、最便宜,但只能在中性附近工作,遇強酸會分解出硫)與 甲硫胺酸(食品級胺基酸、帶硫醚官能基,酸中可用、無味無列管,抓力較溫和需搭配 PVP 使用)。

MILESTONES|研發進度

已經知道什麼,接著驗證什麼

綠色實心為已完成;灰色虛線為尚未完成。

  1. 已完成|第一輪(07-18 凌晨)

    文獻與專利初查:確立「弱酸+氧化劑+溶劑」大方向,排除草酸、鹽酸、硝酸。

  2. 已完成|第二輪・前提修正

    對象定案 Open Mask(Invar 基材):台灣法規三重查證完成,硫脲確認列管、正式出局;替代品與全部原料的管制狀態逐一過關。

  3. 已完成|第二輪・學理定量

    機制、離子交互與壽命全部算過:電位表確認保護 Invar 只能靠動力學;銀反鍍與二次沉澱的條件、防範配體都已量化;雙氧水容量算出每公升約可吃 5.4–8.6 克銀。

  4. 已完成|第二輪・實驗設計

    三大路線與粗篩方法定稿:含粗篩換算、判停紅線與評分權重(Invar 為硬性關卡)。

  5. 已完成|第三輪・實驗指南(07-18)

    依工程師回饋全面改寫:NMP 確認可用、納入三個配方作 CPL 溶劑;三方案 1 公升配製單、統一實驗步驟與六項肉眼判讀表全部上線,助理可直接照表開跑。

  6. 下一步|未完成

    粗篩開跑:用銀粉、鐿顆粒、IZO 顆粒與 Invar 片跑三方案粗篩,數據回饋後修配方。

  7. 之後|未完成

    真試片驗證:入選配方上 Mg-Ag+CPL 真實試片,做混合負載挑戰與壽命曲線,定版超音波條件。

LAYER BY LAYER|每一層怎麼掉

五種材料,各自靠哪個成分移除?

卡住的時候先查這張表:哪一層沒掉,就調它對應的旋鈕。

材料靠什麼移除原理(一句話)溶不動時第一個調整
Ag 銀 氧化劑+配體(A、C 用雙氧水;B 用三價鐵) 銀不溶於一般酸,要先被氧化劑氧化成銀離子,再靠可溶鹽或配體帶進溶液 A/C:H₂O₂ 加 0.05 M 一階,沒改善就換新鮮雙氧水再試;B:三價鐵加倍(禁加雙氧水
Mg 鎂 活性金屬遇酸直接溶解,冒氫氣細泡 pH 降 0.3
Yb 鐿 同鎂;但 pH 高於 6.5 會變成白色氫氧化鐿渣 pH 降 0.3,並確認全程 pH 沒漂高
IZO 氧化銦鋅 金屬氧化物的酸鹼中和,不需要氧化劑;氧化銦比氧化鋅慢 pH 降 0.3 或延長 1–2 分鐘
CPL 有機保護層 NMP 溶劑 不是化學反應:被溶劑泡軟、溶解,超音波幫忙剝離 NMP 由 5% 提到 10%(v/v)
展開各層反應式(輔助判斷用)

A/C 方案(酸性+雙氧水)

銀要先被氧化才溶;鎂、鐿遇酸放氫氣——顆粒上冒細泡就是這兩條;IZO 是酸鹼中和,不冒泡。

2Ag + H2O2 + 2H+ → 2Ag+ + 2H2O 2Ag + H2O2 + 2CH3SO3H → 2CH3SO3Ag(可溶)+ 2H2O Mg + 2H+ → Mg2+ + H2 2Yb + 6H+ → 2Yb3+ + 3H2 In2O3 + 6H+ → 2In3+ + 3H2O ZnO + 2H+ → Zn2+ + H2O

B 方案(近中性:三價鐵氧化+硫代硫酸根抓銀)

三價鐵把銀氧化(自己變二價鐵),硫代硫酸根立刻把銀離子包走。注意第三條競爭副反應:三價鐵也會去氧化硫代硫酸根本身——氧化當量不是全部用在銀上,這是 B 槽液壽命短的原因之一。

Ag + [Fe(EDTA)] → Ag+ + [Fe(EDTA)]2− Ag+ + 2S2O32− → [Ag(S2O3)2]3− 2[Fe(EDTA)] + 2S2O32− → 2[Fe(EDTA)]2− + S4O62−(競爭副反應:吃掉氧化當量)

CPL

物理溶解,沒有反應式——NMP 把有機層泡軟、帶進溶劑相,超音波幫忙剝離。

CPL 有機小分子 ── NMP 溶脹溶解 ──→ 進入溶劑相

要避免的副反應(看到對應現象就對號入座)

Fe + H2O2 + 2H+ → Fe2+ + 2H2O(咬遮罩→Invar 變色、藥液變黃棕) 2H2O2 → 2H2O + O2↑(自解,Fe2+ 催化加速→整槽冒泡變溫) 2Ag+ + Mg → 2Ag↓ + Mg2+(反鍍,對鐵、鎳同理→Invar 上灰白鏡面) S2O32− + 2H+ → S↓ + SO2↑ + H2O(B 遇酸/熱析硫→藥液黃濁+SO2 刺激嗆味;渣若含銀,後續會變黑色硫化銀)

一個要先接受的事實:從電位表看,鐵和鎳比銀「更容易」被氧化,所以不存在只溶銀、不咬 Invar 的魔法藥水。能做的是讓咬 Invar 的速度慢到量不出來:氧化劑控量、銀離子抓牢、緩蝕劑鋪膜、時間到立刻出槽。下面三個關鍵現象,就是這場「動力學攻防」的三個戰場。

THREE PHENOMENA|三個關鍵現象

看懂這三件事,實驗才調得動

每一題照同一順序講:原理 → 為什麼會發生 → 對 Strip 的影響 → 如何改善 → 實驗時看什麼。

H₂O₂(雙氧水):A、C 方案裡銀的「開罐器」

原理:銀很安定,泡在一般酸裡幾乎不會溶。H₂O₂ 的工作是把銀表面的原子氧化成銀離子(Ag⁺),讓銀進得了溶液——在 A、C 配方裡,它是唯一能讓銀層開始溶的成分,像開罐器。(B 方案不用它:雙氧水會把硫代硫酸鹽打壞,所以 B 改用三價鐵當溫和氧化劑,見方案 B。)

為什麼會發生(為什麼需要它):沒有氧化劑,配方對銀完全沒轍——Mg-Ag 層會只掉鎂,留下一層溶不掉的銀骨架。它還有第二個任務:萬一有銀反鍍回遮罩,殘餘的 H₂O₂ 能把剛鍍上的銀再溶回來。

對 Strip 的影響:太少=銀溶不動、時間拖長。太多有三個惡果:①銀表面反而生成一層緻密的氧化銀膜(鈍化),越濃越慢;②開始咬 Invar,鐵溶出;③溶出的鐵回頭催化 H₂O₂ 自我分解(放熱、狂冒氧氣泡),藥水壽命大減。第一輪估的 1–2 M 確認太高,本輪掃描 0.05–0.20 M。

如何改善:在 0.05/0.10/0.20 M 三階找窗口;工作液現配現用、H₂O₂ 永遠最後加;加完 30 分鐘內開始實驗;容器用塑膠(HDPE/PP),別讓藥液碰金屬器具。

實驗時看什麼:①銀粉溶完時間——比預期慢=濃度不足或 H₂O₂ 已失效;②Invar 變黃、變黑=過量在咬遮罩;③整槽持續冒細泡還微微變溫=自我分解,該瓶數據作廢重配;④同一瓶藥放半天後銀粉溶解明顯變慢=老化快,記下時間點。

要找的是中間的操作窗口

太稀
銀溶不動
合適
剝銀且守住遮罩
太濃
鈍化、咬 Invar、自解快

掃描範圍 0.05–0.20 M。實務容量:0.15 M 起始,每公升約能吃 5.4–8.6 克銀。

銀離子反鍍:頭號敵人

原理:溶進藥液的銀離子「想變回金屬銀」的傾向極強。一碰到比它活潑的金屬——鎂、鐵、鎳,而遮罩本體就是鐵鎳合金——就會自動搶電子、還原成金屬銀,重新鍍在表面上。不用通電,自己就會發生。

為什麼會發生(電位差到底造成什麼影響):電位差就是這個反應的「推力」大小。銀離子對鎂 3.17 V、對鐵 1.25 V、對鎳 1.06 V——三個都遠大於零,代表三個反應都一定想發生,差別只是快慢。這就是為什麼反鍍不可能被「禁止」,只能被「壓慢」:配體把游離銀離子濃度壓低十幾個數量級之後,推力大減,但方向仍然存在。

對 Strip 的影響:反鍍層是一層灰白或鏡面的銀膜,蓋在剛洗乾淨的 Invar 上——等於白洗,而且比原鍍層更難重溶。容易發生的條件:液中銀濃度越高(洗越多片越危險)、藥液靜止不流動、樣品泡超過必要時間、出槽後表面掛著藥液沒立刻沖、配方裡沒有抓銀的配體。

如何改善:①配體抓牢銀離子——A/C 用甲硫胺酸、B 用硫代硫酸鈉;②PVP 吸附在金屬表面,讓銀無處落腳;③全程攪拌或循環,不留死水;④時間到立刻出槽、立刻大量 DI 水沖洗;⑤槽液銀濃度到警戒值就換液,不硬撐。

實驗時看什麼:水洗吹乾後,把 Invar 片對著光轉動看——灰白霧面、鏡面亮斑、或一擦就掉的深灰粉,都是反鍍。特別檢查液面交界處和邊角。粗篩時把 Invar 片和銀粉放同一瓶泡,就是最靈敏的反鍍測試:銀粉供應銀離子,Invar 片當靶。

二次沉澱:藥液失控的警報

原理:溶進藥液的金屬離子,只在特定 pH 範圍內乖乖溶著。pH 一升高,離子就變成不溶的氫氧化物渣。以約 1 mM 游離離子估的工程警戒線:鐵約 pH 2.2 就開始、銦約 2.8、鐿 6.6、鋅 7.2、鎳 7.9(配方裡的螯合劑會把界線往後推,所以實際以觀察為準)。另有兩個特例不看 pH:氯離子+銀=白色氯化銀(痕量氯就中招)、硫+銀=黑色硫化銀(最嚴重的黑化殺手)。

為什麼會形成:三個來源——①酸被鍍層消耗掉,pH 自然往上漂,一越過警戒線就沉澱;②自來水或不純原料把氯離子帶進槽;③方案 B 的硫代硫酸鹽遇熱、遇酸、遇強氧化會分解出硫。

對 Strip 的影響:渣會卡在遮罩開孔和表面,比原鍍層更難清;渣裡含銀時,等於在遮罩上撒反鍍源;而且一旦出渣,代表藥液組成已失控,該瓶數據不能採信。

如何改善:①配方內建緩衝與螯合(檸檬酸/檸檬酸鈉、EDTA),減緩 pH 漂移、包住雜離子;②全程量 pH,漂移超過 ±0.2 就停;③只用 DI/RO 水和試藥級原料,嚴禁含氯;④磷酸鹽類完全不進槽(銦、鐿、鎂的磷酸鹽都會沉);⑤方案 B 藥液一變濁、一發黑就整瓶報廢重配,不補料硬救。

實驗時看什麼:①藥液從透明變混濁的時間點,和當下的 pH;②瓶底渣的顏色(判讀都要跟同批空白新液比,B 新液本身帶鐵色)——白渣=疑似氯化銀,也可能是銦、鐿、鋅的氫氧化物,先量 pH 再查水源與原料;黑渣=疑似硫化銀或懸浮銀微粒(方案 B 的分解警訊);黃棕渣=疑似氫氧化鐵(pH 漂高,或 Invar 正在被咬——同時檢查 Invar 片);③需要更準時,用 0.2 µm 濾紙過濾看濾渣量。

量產槽的換液監控(雙氧水滴定、總酸滴定、ORP、ICP 警戒值)已備好完整指標,粗篩階段用不到,先收在研究檔案裡不佔版面。

THREE RECIPES|三個可直接測試的方案

三個方向,各給一張 1 公升配製單

三個方案化學邏輯刻意不同:A 用弱酸+緩衝求平衡、B 用近中性+強配體保遮罩、C 用強酸換速度。同一套步驟與判讀表跑,數據自然分高下。

方案 A|弱酸絡合

(首選,先跑這個)
成分1 L 用量為什麼要加它
DI/RO 水先加約 800 mL基底。嚴禁自來水——氯離子會直接生成氯化銀白渣
檸檬酸(無水)19.2 g主酸:溶鎂、鐿、IZO;同時當螯合劑,把銦、鐿包住不讓它們變渣
檸檬酸鈉(二水)8.8 g和檸檬酸搭成緩衝對,減緩反應中 pH 往上漂
甲基磺酸 MSA(70%)先加 5.2 mL,之後照 pH 補補酸力、加快 IZO 與鎂;它的銀鹽溶解度極高,不出渣
甲硫胺酸4.5 g抓銀配體:壓低游離銀離子,防反鍍(食品級胺基酸、無列管)
PVP(K30)0.5 g表面保護膜:吸附在金屬表面,讓銀離子難落腳
NMP50 mL(5% v/v)泡軟並溶解 CPL 有機保護層
雙氧水(35%)13 mL,最後加A/C 裡唯一能把銀氧化進溶液的成分;最後加是為了讓它壽命最長

配製流程:水→固體全溶→NMP→補水至約 950 mL→量 pH,用 70% MSA 微調至 2.3±0.2(預估 MSA 總量約 9–10 mL,以 pH 計為準)→最後加雙氧水→補水至 1 L→複測並記錄 pH。

條件列:溫度=室溫 25°C(低於 20°C 用水浴帶到 25)|時間=上限 8 分鐘,每 1–2 分鐘目視|預期效果=鎂、鐿、IZO 前 2–4 分鐘先掉,銀最慢;液色與空白相比應近無色|原料成本≈NT$15–25/L(工業級公斤價估,NMP 佔一半;試藥級小罐會貴數倍)|單次實驗(配藥+反應+清洗記錄)約 1 小時。

方案 B|近中性硫代硫酸鹽

(最保護遮罩)
成分1 L 用量為什麼要加它
DI/RO 水先加約 800 mL基底,禁自來水
硫代硫酸鈉(五水)62 g抓銀最強的合法配體:游離銀離子壓到最低,反鍍抑制三案最強
EDTA-2Na(二水)11.2 g把溶出的雜金屬離子包住,防二次沉澱
甘胺酸7.5 g共配體與輔助緩蝕(pH 主要靠配製時實調維持,不靠它)
EDTA 鐵(III)鈉鹽(三水合物,MW≈421,CAS 18154-32-0)4.2 g(=10 mM 鐵),最後加本方案的氧化劑:不加雙氧水(會把硫代硫酸鹽打壞),改用三價鐵溫和氧化銀。10 mM 理論上限約 1.08 g 銀/L——氧化容量天生低,是本方案的已知弱點
鉬酸鈉(二水)0.5 gInvar 緩蝕劑(粗篩時可加做一組不加鉬酸鈉的對照,確認它真有貢獻)
BTA(苯并三唑)0.25 g金屬表面成膜緩蝕
NMP50 mL(5% v/v)CPL 溶劑

配製流程:水→固體(Fe 鹽除外)全溶→NMP→補水至約 950 mL→調 pH 至 6.2±0.3(偏高用檸檬酸、偏低用 5% NaOH)→最後加 EDTA 鐵(III)鈉鹽→補水至 1 L→複測 pH,隨即使用。(替代品:檸檬酸鐵銨的鐵含量依產品等級變動,若用它需按實際鐵含量配到 10 mM(約 0.56 g 鐵/L),且只能另立「B2 對照組」,不可視為等同。)

條件列:溫度=室溫 25°C、不可超過 30°C(硫代硫酸鹽怕熱怕酸,分解出硫=黑渣)|時間=上限 8 分鐘|預期效果=「反鍍抑制最強、Invar 最安全」是設計目標;銀溶不溶得動是本方案要驗證的第一個問題——銀粉瓶只投 50 mg(其他方案 100 mg,因為 B 的氧化容量低,投太多注定溶不完、測不出真相),8 分鐘看不到明顯減量=氧化當量不足,鐵鹽加倍再試一次,仍不行就出局;IZO 在 pH 6 也可能太慢,同樣不硬撐|原料成本≈NT$20–30/L(同上基準)|單次約 1 小時。

方案 C|MSA 強酸快攻

(最快,風險最高)
成分1 L 用量為什麼要加它
DI/RO 水先加約 800 mL基底,禁自來水
甲基磺酸 MSA(70%)26 mL(約 34 g)主酸:鎂、鐿、IZO 溶最快,最有機會 8 分鐘全清;銀鹽溶解度極高
甲硫胺酸7.5 g強酸中硫代硫酸鹽不能用(會分解),抓銀只能靠它,所以加到 A 的 1.7 倍
PVP(K30)1 g表面保護加倍——本方案 Invar 風險最高
BTA(苯并三唑)0.3 g緩蝕;強酸中效果打折,所以與 PVP 疊加
NMP50 mL(5% v/v)CPL 溶劑
雙氧水(35%)9 mL,最後加溶銀;刻意比 A 低(強酸環境咬 Invar 風險高,氧化劑收著用)

配製流程:水→MSA→固體全溶→NMP→最後加雙氧水→補水至 1 L→量 pH 照實記錄、不調整(預期約 0.6–0.8;pH 計要能量強酸區並兩點校正,讀值低於 1 時同時記下 MSA 實際投料量佐證)。

條件列:溫度=室溫 25°C|時間=先試 3–5 分鐘就檢查一次,上限仍 8 分鐘——本方案咬 Invar 風險三案最高,寧可分段看|預期效果=速度最快;本方案存在的目的就是回答「更快,能不能同時零損傷」,Invar 一超標立即出局|原料成本≈NT$15–25/L(同上基準)|單次約 1 小時。

共同規則:加料順序固定「水→固體→NMP→調 pH→氧化劑最後(A/C=雙氧水、B=EDTA 鐵鹽)→補至 1 L」;氧化劑加完 30 分鐘內開始實驗;粗篩階段藥液一律單次使用不回收;先跑 A,再用 C 驗證速度上限,B 當反鍍與遮罩安全的對照組。

氧化劑備案(正選只有兩種:A/C 的雙氧水、B 的三價鐵)

以下為候補,供斷貨、失效或正選被打槍時遞補。四個都屬勞動部「優先管理化學品」(報備制,與 NMP 同級,可合法使用);但每一個都要先小試與配方的相容性,不直接進正式配方。

候補適用方案為什麼可當備案注意事項
過硼酸鈉(四水) A/C 固態的「雙氧水載體」,溶水放出 H₂O₂,化學行為最接近正選;粉體好秤好存 理論上 1 g 約當 0.22 g 雙氧水(依純度/有效氧規格修正);會帶入硼與鈉
過硫酸鈉 A/C PCB 微蝕常用、固態穩定 金屬離子、熱與超音波都可能把它活化變兇——可能連 NMP、PVP、BTA、甲硫胺酸一起攻擊;硫酸根累積會限制銀容量。從低濃度小試
Oxone(過一硫酸氫鉀複鹽) A/C 游泳池氧化劑,市面好買、酸性環境穩定 不是雙氧水的等價替代:本身會酸化配方、帶入硫酸鹽,且會快速氧化甲硫胺酸(把抓銀配體打掉)。只能低濃度試探
硫酸銅(五水)+EDTA B 文獻中銅(II)可催化硫代硫酸鹽溶銀(經典工業系統是銅-氨-硫代硫酸鹽,此為無氨變形) 銅會進槽:Invar 上可能置換出銅斑、增加電偶腐蝕;也會加速硫代硫酸根被氧化;BTA 抓銅可能讓催化失效。僅當 B 的對照小試
SOP|實驗步驟

六步驟,每一組實驗都一樣

變的只有配方;步驟、時間點、觀察項目全部固定,數據才能互相比較。

  1. 配藥——照配製單順序加料(氧化劑一律最後),攪拌至全溶,記錄實際 pH 與配製時間。
  2. 控溫——本藥水設計在室溫工作,不需加熱:水浴維持 25°C 即可;室溫低於 20°C 才用溫水浴帶上來,嚴禁超過 30°C。
  3. 放樣品——每個配方開 4 個 100 mL 瓶:銀粉 100 mg(方案 B 只投 50 mg)/鐿顆粒 100 mg/IZO 顆粒 100 mg/Invar 片一片(面積 ≥20 cm²,有 0.1 mg 天平就先稱重)。有 Mg-Ag+CPL 真試片時再加開一瓶。開超音波:60–80 kHz,功率照之前量熱法校正過的檔位(實測 10–20 W/L)。鐿顆粒開封後別長時間吹潮濕空氣。
  4. 反應計時——上限 8 分鐘(方案 C 先在 3–5 分鐘檢查一次),每 1–2 分鐘目視並輕搖;固體提前溶完就記下時間、提前結束。Invar 一出現變色或定點氣泡,立即中止該瓶。
  5. 清洗——取出樣品→DI 水大量沖 30 秒→乾淨 DI 水再泡 1 分鐘→吹乾或用無塵紙壓乾。
  6. 肉眼觀察+拍照——照下方六項判讀表逐項記錄(「無」也是數據);Invar 片有稱重的做反應後複稱;藥液留瓶靜置,順便觀察後續有無變色、出渣。

肉眼的定位講清楚:肉眼+拍照能淘汰明顯不合格的配方,這是本階段的目的;但「零損傷」最終要靠失重(單次 ≤0.001 mg/cm²)、粗糙度與孔徑量測驗收。粗篩過關=值得進下一輪,不等於通過驗收。

整輪要花多久?(分三層講)

項目估時
單組實驗(1 個配方 × 4 瓶同時泡) 約 1 小時(配藥 30–45 分+反應 ≤8 分+清洗、觀察、記錄 15–20 分)
第一輪三方案全跑(A、B、C 各一組) 約 1 個工作天
第一層:快速粗篩(照判讀表一次改一階迭代,每方案 3–5 輪) 藥品到齊後約 4–5 個工作天(一位助理、一台超音波槽、一天 4–6 組)
第二層:完整參數掃描(3 路線 × 12 組參數組合,統計上更嚴謹,視粗篩結果決定要不要跑) 約 6–9 個工作天
第三層:正式驗收(真試片混合負載、10 次循環累積失重、粗糙度/孔徑量測、槽液壽命曲線) 另一階段,需儀器與真試片配合,時程另估

以上不含採購到貨時間。兩台超音波槽並行約可壓縮三成(排程估算;配藥、清洗與記錄仍是瓶頸)。現階段先走第一層,粗篩能分出高下就直接進真試片。

READ & ADJUST|觀察與調整

六個現象:代表什麼、下一步怎麼調

現階段全靠肉眼+拍照,不動用 SEM/EDS。所有顏色判讀都跟同批空白新液比(B 新液本身帶鐵色)。

觀察項目代表什麼下一步怎麼調
① 鍍層是否完全去除哪一瓶沒溶完,就是那個機制不夠力銀剩→A/C:H₂O₂ 加 0.05 M 或延時;B:鐵鹽加倍(禁加雙氧水)。IZO 剩→pH 降 0.3。CPL 剩→NMP 提到 10%。全部都慢→藥品可能失效,重配再試一次
② Invar 腐蝕或變色變黃變棕=鐵溶出(被咬);黑點=點蝕;整面失光=全面腐蝕A/C:H₂O₂ 減半、pH 升 0.3、緩蝕劑加倍、時間縮短——一次只改一項;改完仍咬→出局。B 出現腐蝕→直接出局(它已是最溫和設定)
③ 銀返鍍Invar 表面灰白霧、鏡面亮斑、擦得掉的深灰粉甲硫胺酸加倍(A/C)、PVP 加倍、加強攪拌、出槽後更快沖洗;只在泡很久或高負載時出現→記下門檻,訂銀濃度警戒值
④ 沉澱(渣)白渣=疑似氯化銀,也可能是銦/鐿/鋅氫氧化物;黑渣=疑似硫化銀或銀微粒(B 分解警訊);黃棕渣=疑似氫氧化鐵(pH 漂高或 Invar 被咬)白→先量 pH,再徹底換 DI 水與原料批號;黑→B 整瓶重配、降溫,不補氧化劑硬救;黃棕→量 pH,同時回頭檢查第②項
⑤ 藥液變色跟空白比:A/C 空白近無色,出現黃棕=鐵溶出(Invar 被咬的警訊,不是正常);B 要看的是比新液「加深」多少;灰黑=銀微粒懸浮或硫化銀黃棕→照第②項處理;灰黑→A/C 微調 H₂O₂ 與甲硫胺酸各一階(分兩次實驗改);B 灰黑→整瓶重配
⑥ 起泡顆粒上細泡=鎂、鐿正常溶解放氫;Invar 上定點泡=遮罩被酸咬(立即停);整槽持續冒泡還變溫=H₂O₂ 自我分解(A/C;B 沒有雙氧水,整槽異常冒泡多半是分解前兆)Invar 泡→pH 升 0.3 或換配方;A/C 自分解→現配現用、查鐵污染、H₂O₂ 降一階;B 異常冒泡→整瓶重配

調整鐵律:一次實驗只改一個變數、一階(H₂O₂ 一階=0.05 M、pH 一階=0.3、配體一階=加倍)。同時改兩個,看到差異也不知道是誰的功勞。每輪數據回饋後,由 AI 端重算下一輪配方,錯的方向當天就砍。

SHOPPING LIST|化學品對照表

縮寫、中文、英文、CAS 一次列清

詢價、採購、查 SDS 都用這張表;CAS 號碼是化學品的身分證,報給供應商就不會買錯。

正選配方用

頁面用名中文全名英文全名CAS No.用途
MSA甲基磺酸(70% 水溶液)Methanesulfonic acid75-75-2A/C 主酸
雙氧水(35%)過氧化氫Hydrogen peroxide7722-84-1A/C 氧化劑
檸檬酸(無水)檸檬酸Citric acid, anhydrous77-92-9A 主酸+螯合
檸檬酸鈉(二水)檸檬酸三鈉二水合物Trisodium citrate dihydrate6132-04-3A 緩衝
甲硫胺酸甲硫胺酸(DL 型即可,較便宜)DL-Methionine59-51-8(L 型:63-68-3)A/C 抓銀配體
PVP(K30)聚乙烯吡咯烷酮 K30Polyvinylpyrrolidone K309003-39-8表面保護
NMPN-甲基吡咯烷酮N-Methyl-2-pyrrolidone872-50-4CPL 溶劑(優先管理化學品,依 EHS 領用)
硫代硫酸鈉(五水)硫代硫酸鈉五水合物Sodium thiosulfate pentahydrate10102-17-7B 抓銀配體
EDTA-2Na(二水)乙二胺四乙酸二鈉二水合物EDTA disodium salt dihydrate6381-92-6B 螯合
甘胺酸甘胺酸Glycine56-40-6B 共配體
EDTA 鐵(III)鈉鹽(三水)乙二胺四乙酸鐵(III)鈉鹽三水合物EDTA iron(III) sodium salt trihydrate18154-32-0(無水型:15708-41-5,改用時 4.2 g 換算為 3.7 g)B 氧化劑
鉬酸鈉(二水)鉬酸鈉二水合物Sodium molybdate dihydrate10102-40-6B 緩蝕
BTA苯并三唑1H-Benzotriazole95-14-7B/C 緩蝕

pH 調整用

頁面用名中文全名英文全名CAS No.用途
NaOH(5%)氫氧化鈉Sodium hydroxide1310-73-2B 調 pH(偏低時)
檸檬酸鐵銨檸檬酸鐵銨Ammonium ferric citrate1185-57-5B2 對照組替代鐵源(按實際鐵含量換算)

候補氧化劑(備案,先不用買)

頁面用名中文全名英文全名CAS No.用途
過硼酸鈉(四水)過硼酸鈉四水合物Sodium perborate tetrahydrate10486-00-7A/C 備案
過硫酸鈉過硫酸鈉Sodium persulfate7775-27-1A/C 備案
Oxone過一硫酸氫鉀複鹽Oxone monopersulfate compound(potassium peroxymonosulfate triple salt)70693-62-8A/C 備案
硫酸銅(五水)硫酸銅五水合物Copper(II) sulfate pentahydrate7758-99-8B 備案(配 EDTA)

採購提醒:全部用試藥級(不能含氯);雙氧水買 35% 規格(≥36% 屬消防法管制物);NMP 與候補氧化劑屬「優先管理化學品」等級,依公司 EHS 程序領用申報。候補氧化劑先不用買,正選卡關再說。

WORKING MODEL|開發模式

AI 當大腦,一位助理就能跑

法規查證、機制推導、配方設計、粗篩由 AI 研究引擎完成;線下只需要一雙手操作與記錄。

① AI 設計

配方、粗篩、記錄表、判停紅線一次備齊;本輪從法規查證到三方案配製單、判讀表在一天內完成。

② 助理實驗

照表操作與記錄,不需資深背景;紅線內建在 SOP 裡,不會燒壞客戶遮罩。

③ 數據回饋

當天數據回饋 AI 重算,修正濃度與因子範圍,錯的方向當天就砍。

④ 下一輪配方

迭代週期=實驗時間本身,設計零等待;收斂速度遠快於傳統試錯。

對外承諾的誠實邊界:目前不宣稱「已有零損傷的單槽藥水」;能宣稱的是三條可執行、成本與失效模式都已量化的路線,以及一套讓數據快速說話的閉環。人力需求:一位實驗助理。

QUESTIONS|提問區

有疑問,直接留在這裡

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REFERENCES|參考來源

本階段查證依據

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