JP2019002040A - Replenishment method and replenishment apparatus of metallic ions for plating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気めっき設備において金属めっき処理を行う際に、めっき液に金属イオン（例えば銅イオン）を補給する方法および補給する装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for supplying metal ions (for example, copper ions) to a plating solution when performing metal plating in an electroplating facility.
電気めっき設備においては、電極として可溶性電極を用いる場合と、不溶性電極を用いる場合とがある。可溶性電極を用いる場合には、めっき液への金属イオンの補給は電極金属（例えば銅）の溶解により行われるため、電極の形状が経時的に変化して、被めっき物と電極との距離が変化し、その結果、被めっき物へのめっき量がばらつく虞がある。 In electroplating equipment, there are cases where a soluble electrode is used as an electrode and an insoluble electrode is used. When a soluble electrode is used, the metal ions are replenished to the plating solution by dissolving the electrode metal (for example, copper), so that the shape of the electrode changes over time, and the distance between the object to be plated and the electrode is increased. As a result, the amount of plating on the object to be plated may vary.
一方、不溶性電極を用いる場合には、電極を溶解させることなく、めっき液に金属イオンを補給することができるため、上記の問題は生じない。そのような技術が、特許文献１乃至特許文献３に開示されている。 On the other hand, when an insoluble electrode is used, the above problem does not occur because metal ions can be replenished to the plating solution without dissolving the electrode. Such techniques are disclosed in Patent Documents 1 to 3.
特許文献１の図４に記載の技術では、銅イオン収容槽内で、銅の小塊をめっき液中に浸漬して銅を溶解させることにより、めっき液に銅イオンを補給する。また、銅の溶解速度を高めるために、加圧した酸素ガスをめっき液中にバブリングさせる。 In the technique described in FIG. 4 of Patent Document 1, copper ions are supplied to the plating solution by immersing a small piece of copper in the plating solution to dissolve copper in the copper ion storage tank. In order to increase the dissolution rate of copper, pressurized oxygen gas is bubbled into the plating solution.
特許文献２の図１に記載の技術では、銅片の溶解速度を高めるために、銅イオン収容槽内で、銅片にめっき液を噴射して、銅片にめっき液を衝突させる。 In the technique described in FIG. 1 of Patent Document 2, in order to increase the dissolution rate of the copper pieces, the plating solution is sprayed onto the copper pieces and collides with the copper pieces in the copper ion storage tank.
特許文献３に記載の技術では、めっき液に銅イオンを補給するために、陽極室内のめっき液に浸漬させた銅ボールと、陰極室内の電解液に浸漬させた陰極との間に通電することにより、銅イオンを生成している。また、溶解する銅ボールからアノードスライムが発生することを防止するために、銅ボールに対して酸素含有ガスを吹き付けている。 In the technique described in Patent Document 3, in order to supply copper ions to the plating solution, a current is applied between a copper ball immersed in the plating solution in the anode chamber and a cathode immersed in the electrolyte solution in the cathode chamber. Thus, copper ions are generated. Further, in order to prevent anode slime from being generated from the molten copper ball, an oxygen-containing gas is sprayed on the copper ball.
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、銅イオン収容槽として、密閉式の耐圧構造を備えた容器（圧力容器）を用いる必要があるので、圧力容器の頻繁なメンテナンスが必要となる上に多くのコストがかかる。しかも、加圧した酸素ガスを使用するので、コスト面等でさらに不利となる。特許文献２に記載の技術においても、同様の問題が生じる。また、特許文献３に記載の技術においては、銅イオンを得るために、銅ボールと陰極との間に通電する必要がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, since it is necessary to use a container (pressure vessel) having a sealed pressure-resistant structure as the copper ion storage tank, frequent maintenance of the pressure vessel is required and many Cost. In addition, since pressurized oxygen gas is used, it is further disadvantageous in terms of cost. The same problem occurs in the technique described in Patent Document 2. Moreover, in the technique described in Patent Document 3, it is necessary to energize between a copper ball and a cathode in order to obtain copper ions.
そこで、本願発明では、圧力容器や加圧した酸素ガスを用いることなく、めっき液へのめっき用金属の溶解速度を制御可能にして、めっき用金属の溶解速度を高めることができる、めっき用金属イオンの補給方法および補給装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, without using a pressure vessel or pressurized oxygen gas, it is possible to control the dissolution rate of the metal for plating in the plating solution and to increase the dissolution rate of the metal for plating. It is an object of the present invention to provide an ion supply method and supply device.
（１）電気めっき設備において使用されるめっき液に金属イオンを補給する方法であって、複数の金属片が内部に充填された金属片収容槽内に前記めっき液を供給して当該めっき液を前記金属片同士の隙間において流通させ、前記めっき液が流通している前記隙間にエアが流れるようにエアを供給することを特徴とするめっき用金属イオンの補給方法。 (1) A method of supplying metal ions to a plating solution used in an electroplating facility, wherein the plating solution is supplied into a metal piece containing tank filled with a plurality of metal pieces, A method for replenishing metal ions for plating, characterized in that air is supplied so that air flows through the gaps between the metal pieces and flows through the gaps in which the plating solution is flowing.
上記（１）の金属片収容槽において、金属イオンが生成される原理は次のとおりであると考えられる。金属片が銅片である場合を例に挙げて説明する。 In the metal piece storage tank of the above (1), the principle that metal ions are generated is considered as follows. A case where the metal piece is a copper piece will be described as an example.
金属片収容槽の中に充填された金属片（銅片）同士の隙間にめっき液を流通させている状態で、その隙間にエアが流れるようにエアが供給されると、金属片収容槽内で以下の化学反応が生じる。 When air is supplied so that air flows through the gap between the metal pieces (copper pieces) filled in the metal piece storage tank, the inside of the metal piece storage tank The following chemical reaction occurs.
すなわち、金属片収容槽の中に充填された銅片の表面が、エアに含まれている酸素により酸化し、当該表面は薄い酸化金属（酸化銅）に覆われる（式１参照）。すなわち、銅片の表面が空気酸化する。
酸化銅ＣｕＯは硫酸に可溶であるため、銅片の表面の酸化銅は銅片同士の隙間を流通中のめっき液に含まれる硫酸と接触したときに溶解し、金属イオン（銅イオン）が生成される（式２参照）。
式１と式２とをまとめると、式３が導かれる。
金属片収容槽内において、金属片（銅片）は、当該金属片の表面から溶解が進むとともに大きさが小さくなり下方に沈んでいく（降下していく）。沈んでいく速さはめっき液の流れほど速くはないが、金属片が上から下へ沈んでいく途中で、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じる。すなわち、沈んでいく途中で、エアが届く位置に移動した金属片においては、エアにより金属片の表面が酸化されて（式１）の化学反応が生じ、表面が酸化された後にエアが届かない位置に移動した金属片においては、めっき液と接触して（式２）の化学反応が生じ、エアが供給され且つめっき液に濡れる位置に移動した金属片においては、（式１）と（式２）の両方、つまり（式３）の化学反応が生じる、ということが繰り返されるものと考えられる。 In the metal piece storage tank, the metal piece (copper piece) decreases in size as it progresses from the surface of the metal piece and sinks downward (falls down). Although the speed of sinking is not as fast as the flow of the plating solution, the chemical reaction of any one of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 occurs while the metal piece is sinking from top to bottom. That is, in the metal piece moved to the position where air can reach while sinking, the surface of the metal piece is oxidized by the air and the chemical reaction of (Formula 1) occurs, and the air does not reach after the surface is oxidized. In the metal piece moved to the position, the chemical reaction of (Equation 2) occurs in contact with the plating solution, and in the metal piece moved to a position where air is supplied and wets the plating solution, (Equation 1) and (Equation 2) Both of 2), that is, the chemical reaction of (Formula 3) is considered to be repeated.
このように、（１）の構成によれば、金属片収容槽内において、金属片の状況（エアが届く位置にあるかどうか、めっき液に濡れた状態にあるかどうか等）に応じて、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じるため、金属片（銅片）から金属（銅）が溶解してめっき液に金属イオン（銅イオン）が補給される。また、金属片収容槽内に金属片として比較的小さいものを充填すれば、金属片収容槽内の金属片全体の表面積を大きくすることができる。これにより、エアと接触して空気酸化されて酸化銅が生成する面積を大きくするとともに、生成した酸化銅がめっき液に含まれる硫酸と接触して金属イオンを生成する面積を大きくすることができる。その結果、金属イオンの生成速度、すなわち、金属片（めっき用金属）の溶解速度を高めることができる。また、エアを高圧で供給する必要がないため、金属片収容槽を圧力容器とする必要がなく、金属イオン収容槽の維持管理が容易となる。また、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がないので、圧力容器が不要なことと相まって、めっき液への金属イオンの補給にかかるコストを低減することができる。 Thus, according to the configuration of (1), in the metal piece storage tank, depending on the situation of the metal piece (whether it is in a position where air can reach, whether it is wet with the plating solution, etc.), Since any chemical reaction of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 occurs, the metal (copper) is dissolved from the metal piece (copper piece), and the plating solution is replenished with metal ions (copper ions). Moreover, if the metal piece storage tank is filled with a relatively small metal piece, the surface area of the entire metal piece in the metal piece storage tank can be increased. As a result, it is possible to increase the area in which copper oxide is generated by contact with air and is oxidized by air, and the area in which the generated copper oxide is in contact with sulfuric acid contained in the plating solution to generate metal ions can be increased. . As a result, the production rate of metal ions, that is, the dissolution rate of metal pieces (plating metal) can be increased. Further, since it is not necessary to supply air at a high pressure, it is not necessary to use the metal piece storage tank as a pressure vessel, and maintenance and management of the metal ion storage tank becomes easy. In addition, since it is not necessary to supply pressurized high-concentration oxygen gas, the cost for supplying metal ions to the plating solution can be reduced in combination with the fact that a pressure vessel is unnecessary.
（２）前記めっき液の供給量および前記エアの供給量の少なくとも一方を調整することにより、前記めっき液へ補給する金属イオンの量を制御することを特徴とする（１）に記載のめっき用金属イオンの補給方法。 (2) The amount of metal ions to be supplied to the plating solution is controlled by adjusting at least one of the supply amount of the plating solution and the supply amount of the air. How to replenish metal ions.
上記（２）の構成によれば、めっき液に補給する金属イオンの量を容易かつ適切に制御することができる。以下、詳しく説明する。本発明者らは、上記の課題を解決するために、めっき液の供給量と金属の溶解速度との関係を調べた。図２は、めっき液の供給量（めっき液の流量）の測定値（横軸の値）と、金属の溶解速度の測定値（縦軸の値）との関係を示すグラフである。なお、図２に示される例では、エアの供給量を１０００Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ａ）と、エアの供給量を５００Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ｂ）とについて、めっき液の供給量と金属の溶解速度との関係を示している。図２には、条件Ａ、条件Ｂ共に、めっき液の供給量に応じて金属の溶解速度が変化することが示されている。このことから、本発明者らは、めっき液の供給量とエアの供給量とを調整することにより、金属の溶解速度を制御することが可能であるとの知見を得た。なお、図２に記載の溶解速度の定義は、「１分間あたりの金属片の溶解量（ｇ／ｍｉｎ）／金属片収容槽内に充填された金属片の重量（ｋｇ）」である。後述の図３についても同様である。 According to the configuration of (2) above, the amount of metal ions supplied to the plating solution can be easily and appropriately controlled. This will be described in detail below. In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors investigated the relationship between the supply amount of the plating solution and the metal dissolution rate. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the measured value (value on the horizontal axis) of the supply amount (plating solution flow rate) of the plating solution and the measured value (value on the vertical axis) of the metal dissolution rate. In the example shown in FIG. 2, the plating solution is used for the case where the air supply amount is set to 1000 L / min (condition A) and the case where the air supply amount is set to 500 L / min (condition B). The relationship between the supply amount and the metal dissolution rate is shown. FIG. 2 shows that both the conditions A and B change the dissolution rate of the metal according to the supply amount of the plating solution. From this, the present inventors have found that it is possible to control the metal dissolution rate by adjusting the supply amount of the plating solution and the supply amount of air. The definition of the dissolution rate shown in FIG. 2 is “dissolution amount of metal pieces per minute (g / min) / weight of metal pieces filled in metal piece storage tank (kg)”. The same applies to FIG. 3 described later.
また、本発明者らは、上記の課題を解決するために、エアの供給量と金属の溶解速度との関係を調べた。図３は、エアの供給量の測定値（横軸の値）と、金属の溶解速度の測定値（縦軸の値）との関係を示すグラフである。なお、図３に示される例では、めっき液の供給量を４０Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ｃ）と、めっき液の供給量を２０Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ｄ）とについて、エアの供給量と金属の溶解速度との関係を示している。図３には、条件Ｃ、条件Ｄ共に、エアの供給量が増加すると、金属の溶解速度も増加する傾向があることが示されている。また、図３においても、本発明者らは、めっき液の供給量とエアの供給量とを調整することにより、金属の溶解速度を制御することが可能であるとの知見を得た。 Moreover, in order to solve said subject, the present inventors investigated the relationship between the supply amount of air and the melt | dissolution rate of a metal. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the measured value of the air supply amount (value on the horizontal axis) and the measured value of the metal dissolution rate (value on the vertical axis). In the example shown in FIG. 3, when the plating solution supply amount is set to 40 L / min (condition C) and when the plating solution supply amount is set to 20 L / min (condition D), air is supplied. The relationship between the supply amount of metal and the dissolution rate of metal is shown. FIG. 3 shows that both the condition C and the condition D tend to increase the metal dissolution rate when the air supply amount increases. Also in FIG. 3, the present inventors have found that the metal dissolution rate can be controlled by adjusting the plating solution supply amount and the air supply amount.
そこで、本発明者らは、これらの相関関係に着目して、本構成に想到するに至った。つまり、上記の相関関係を予め調べておき、その相関関係に基づいてめっき液の供給量およびエアの供給量の少なくとも一方を調整することにより、めっき液へ補給する金属イオンの量（金属イオンの濃度）を容易かつ適切に制御することができる。 Therefore, the present inventors have arrived at the present configuration by paying attention to these correlations. In other words, the above correlation is examined in advance, and the amount of metal ions to be supplied to the plating solution (the amount of metal ions) is adjusted by adjusting at least one of the plating solution supply amount and the air supply amount based on the correlation. Concentration) can be easily and appropriately controlled.
（３）電気めっき設備において使用されるめっき液に金属イオンを補給する装置であって、複数の金属片が内部に充填される金属片収容槽と、前記金属片収容槽内に前記めっき液を供給するめっき液供給部と、前記めっき液が流通している前記金属片同士の隙間にエアが流れるようにエアを供給するエア供給部と、を備えることを特徴とするめっき用金属イオンの補給装置。 (3) An apparatus for replenishing metal ions to a plating solution used in an electroplating facility, wherein a metal piece storage tank in which a plurality of metal pieces are filled, and the plating solution in the metal piece storage tank Replenishment of metal ions for plating, comprising: a plating solution supply unit to supply; and an air supply unit to supply air so that air flows through a gap between the metal pieces through which the plating solution is circulated. apparatus.
上記（３）の構成によれば、上記（１）の構成と同様、めっき液による各金属片の溶解速度を高い状態に維持することができる。また、金属イオン収容槽を圧力容器とする必要がないので、金属イオン収容槽の維持管理が容易となる。しかも、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がないので、圧力容器が不要なことと相まって、めっき液への金属イオンの補給にかかるコストを低減することができる。 According to the configuration of (3), similarly to the configuration of (1), the dissolution rate of each metal piece by the plating solution can be maintained at a high level. Further, since it is not necessary to use the metal ion storage tank as a pressure vessel, the maintenance management of the metal ion storage tank is facilitated. In addition, since it is not necessary to supply pressurized high-concentration oxygen gas, the cost for supplying metal ions to the plating solution can be reduced coupled with the fact that no pressure vessel is required.
本願発明によれば、加圧した高濃度の酸素ガスや圧力容器を用いることなく、めっき液へのめっき用金属の溶解速度を高めることができる、めっき用金属イオンの補給方法および補給装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a replenishment method and replenishment device for metal ions for plating, which can increase the dissolution rate of the metal for plating in the plating solution without using pressurized high-concentration oxygen gas or a pressure vessel. can do.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るめっき用金属イオンの補給装置について説明する。 Hereinafter, a replenishment device for plating metal ions according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
（めっき用金属イオンの補給装置の構造）
以下、本実施形態に係るめっき用金属イオンの補給装置について説明する。本実施形態に係るめっき用金属イオンの補給装置１（以下、「補給装置１」と称する）は、電気めっき設備に使用されるめっき液に金属イオンを補給する装置である。本実施形態におけるめっき用金属の種類は特に限定されるものではないが、以下の説明では、めっき用金属として銅片を用いた場合について説明する。
(Structure of replenishment device for metal ions for plating)
Hereinafter, the replenishment device for metal ions for plating according to the present embodiment will be described. A plating metal ion replenishing device 1 (hereinafter referred to as “replenishing device 1”) according to the present embodiment is a device for replenishing metal ions to a plating solution used in an electroplating facility. Although the kind of the metal for plating in this embodiment is not specifically limited, In the following description, the case where a copper piece is used as the metal for plating will be described.
図１に示されるように、補給装置１は、銅イオンの元である複数の銅片９が内部に充填された銅片収容槽２と、銅片収容槽２内にめっき液３を供給するめっき液供給部と、銅片９同士の隙間にエア７が流れるようにエア７を供給するエア供給部と、銅片収容槽２から排出されためっき液３を一時的に貯留する貯留槽１０と、貯留槽１０に貯留されためっき液３を排出するめっき液排出部と、を備える。 As shown in FIG. 1, the replenishing device 1 supplies a copper piece storage tank 2 filled with a plurality of copper pieces 9 that are the source of copper ions, and a plating solution 3 into the copper piece storage tank 2. A plating solution supply unit, an air supply unit that supplies air 7 so that the air 7 flows in the gap between the copper pieces 9, and a storage tank 10 that temporarily stores the plating solution 3 discharged from the copper piece storage tank 2. And a plating solution discharge part for discharging the plating solution 3 stored in the storage tank 10.
銅片収容槽２内に配置される銅片９は、小片とすることが好ましい。これにより、銅片収容槽２内における銅片９の表面積を大きくし、銅片９の表面がエア７と接触して空気酸化され酸化銅が生成する面積が大きくなることに合わせて、生成した酸化銅がめっき液３に含まれる硫酸と接触して銅イオンを生成する面積が大きくなる効果をもたらすと考えられる。また、めっき液３が銅片収容槽２内で偏りなく均一に接触しつつ移動することができる。 It is preferable that the copper piece 9 arrange | positioned in the copper piece accommodation tank 2 is made into a small piece. Thereby, the surface area of the copper piece 9 in the copper piece accommodation tank 2 was increased, and the surface of the copper piece 9 was brought into contact with the air 7 to be air oxidized to increase the area where copper oxide was generated. It is considered that copper oxide comes into contact with sulfuric acid contained in the plating solution 3 to bring about an effect of increasing the area for generating copper ions. Moreover, the plating solution 3 can move in the copper piece storage tank 2 while being in uniform contact with no deviation.
本実施形態で用いられる銅片９としては、例えば、以下のようなもの（１）〜（４）を例示することができるが、これらに限られるものではない。なお、以下に例示されるもののうちの一種のみを使用してもよいし、或いは、複数の種類を使用してもよい。 Examples of the copper piece 9 used in the present embodiment include the following (1) to (4), but are not limited thereto. In addition, you may use only 1 type of what is illustrated below, or may use several types.
（銅片の種類の例示）
（１）ＪＩＳ Ｈ ２１２１に規定される「電気銅地金」から切り出した金属銅
（２）ＪＩＳ Ｃ ３１０１に規定される「電気用硬銅線」、ＪＩＳ Ｃ ３１０２に規定される「電気用軟銅線」、またはＪＩＳ Ｃ ３１０４に規定される「平角銅線」を任意の長さに切断した金属銅
（３）ＪＩＳ Ｃ ３３０７に規定される「６００Ｖビニル絶縁電線」またはＪＩＳ Ｃ ３３１７に規定される「６００Ｖ二種ビニル絶縁電線」のビニル（絶縁被膜）を除去して電線のみを取り出し、これを任意の長さに切断した金属銅
（４）一般に「１号銅」などと称される電線の被膜を剥いて取り出した銅線などを任意の長さに切断した金属銅
(Exemplary types of copper pieces)
(1) Metal copper cut out from “electric copper ingot” defined in JIS H 2121 (2) “Electric hard copper wire” defined in JIS C 3101 “Electric copper” defined in JIS C 3102 Wire "or" Copper copper wire "defined in JIS C 3104, cut into an arbitrary length (3) Specified in" 600V vinyl insulated wire "defined in JIS C 3307 or JIS C 3317 Remove the vinyl (insulation coating) from the "600V type 2 vinyl insulated wire", take out only the wire, and cut it into any length of metal copper (4) Generally called "No. 1 copper" Metallic copper that has been cut to any length, such as copper wire that has been peeled off
銅片収容槽２（以下、「収容槽２」と称する）は、複数の銅片９を充填可能とされている。収容槽２は、収容槽２の大きさや形状は特に限定されるものではないが、図１に示される例では、上下方向に延びた縦長でかつ筒状の容器とされている。 The copper piece storage tank 2 (hereinafter referred to as “storage tank 2”) can be filled with a plurality of copper pieces 9. The size and shape of the storage tank 2 are not particularly limited, but in the example shown in FIG. 1, the storage tank 2 is a vertically long and cylindrical container extending in the vertical direction.
図１に示される収容槽２は、筒状の側壁部２０と、この側壁部２０の上端に開閉可能に設けられた蓋部２１と、側壁部２０の下端に設けられた底部２２とを備えている。 The storage tank 2 shown in FIG. 1 includes a cylindrical side wall portion 20, a lid portion 21 that can be opened and closed at the upper end of the side wall portion 20, and a bottom portion 22 that is provided at the lower end of the side wall portion 20. ing.
側壁部２０は、例えば、四角筒状、あるいは円筒状に形成することができ、本実施形態では四角筒状に形成されている。側壁部２０の上端は開口しており、この上端の開口部に蓋部２１が開閉可能に設けられている。 The side wall portion 20 can be formed in, for example, a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and is formed in a rectangular tube shape in the present embodiment. The upper end of the side wall part 20 is opened, and the lid part 21 is provided in the opening part of this upper end so that opening and closing is possible.
底部２２には、複数の通液孔（図示略）が、底部２２を厚み方向に貫通するように形成されている。この通液孔は、めっき液を通過させることができるが、銅片９を通過させることができないような大きさを有する。収容槽２は、貯留槽１０内のめっき液３に漬かっておらず、底部２２の通液孔は空気中に開放されている。したがって、底部２２は、通液孔からの銅片９の落下を防止しつつ、通液孔を通じてめっき液３を通過（落下）させることができる。 A plurality of liquid passage holes (not shown) are formed in the bottom portion 22 so as to penetrate the bottom portion 22 in the thickness direction. The liquid passage hole has a size that allows the plating solution to pass therethrough but prevents the copper piece 9 from passing therethrough. The storage tank 2 is not immersed in the plating solution 3 in the storage tank 10, and the liquid passage hole of the bottom portion 22 is open to the air. Therefore, the bottom portion 22 can pass (drop) the plating solution 3 through the liquid passage hole while preventing the copper piece 9 from dropping from the liquid passage hole.
この収容槽２内には、めっき液３およびエア７が供給されるが、供給されためっき液３よびエア７は、底部２２の通液孔を通じて収容槽２から排出される。収容槽２は、貯留槽１０内のめっき液３に漬かっておらず、底部２２の通液孔は空気中に開放されている。また、側壁部２０の上端と蓋部２１との間には隙間がある（密閉されていない）。このため、エア７は上記通液孔および上記隙間を通じて収容槽２から抜けて出て行くことができる。したがって、収容槽２に高い耐圧性は要求されない。 The plating solution 3 and the air 7 are supplied into the storage tank 2, and the supplied plating solution 3 and air 7 are discharged from the storage tank 2 through the liquid passage hole of the bottom portion 22. The storage tank 2 is not immersed in the plating solution 3 in the storage tank 10, and the liquid passage hole of the bottom portion 22 is open to the air. Further, there is a gap (not sealed) between the upper end of the side wall part 20 and the lid part 21. For this reason, the air 7 can escape from the storage tank 2 through the liquid passage hole and the gap. Therefore, high pressure resistance is not required for the storage tank 2.
めっき液供給部は、収容槽２の蓋部２１が閉じられた状態で、収容槽２内の金属片９の上部にめっき液３を供給できるように構成されている。図１に示される例では、めっき液供給部は、収容槽２の蓋部２１に設けられて収容槽２内にめっき液３を導入するめっき液導入部４０と、このめっき液導入部４０にめっき液３を導くめっき液導入配管４１と、このめっき液導入配管４１に設けられたポンプ１０４とを備えている。めっき液導入配管４１のめっき液流れ方向の上流端部は、後述のめっき槽１００（図４参照）と接続される。 The plating solution supply unit is configured to supply the plating solution 3 to the upper part of the metal piece 9 in the storage tank 2 in a state where the lid portion 21 of the storage tank 2 is closed. In the example shown in FIG. 1, the plating solution supply unit is provided in the lid portion 21 of the storage tank 2 and introduces the plating solution 3 into the storage tank 2. A plating solution introduction pipe 41 for introducing the plating solution 3 and a pump 104 provided in the plating solution introduction pipe 41 are provided. The upstream end of the plating solution introduction pipe 41 in the plating solution flow direction is connected to a plating tank 100 (see FIG. 4) described later.
図１に示される例では、めっき液導入部４０は、収容槽２内で下方に向かってめっき液３を分散しつつ噴射するシャワーヘッドとされている。シャワーヘッドには、複数のノズル（図示略）が形成されており、各ノズルからめっき液３を重力によって自由落下させることができる。 In the example shown in FIG. 1, the plating solution introduction unit 40 is a shower head that sprays the plating solution 3 while dispersing it downward in the storage tank 2. A plurality of nozzles (not shown) are formed in the shower head, and the plating solution 3 can be freely dropped from each nozzle by gravity.
図１に示される例では、銅片９は、めっき液導入部４０よりも低い高さ位置まで充填されている。これにより、めっき液導入部４０と銅片９とが干渉して、めっき液導入部４０からのめっき液３の導入が銅片９によって阻害されるのを防止することができる。 In the example shown in FIG. 1, the copper piece 9 is filled up to a height position lower than the plating solution introducing portion 40. Thereby, it can prevent that the plating solution introduction part 40 and the copper piece 9 interfere, and the introduction of the plating solution 3 from the plating solution introduction part 40 is inhibited by the copper piece 9.
エア供給部は、筒状の側壁部２０の内側に配置されたパイプ部９０を備えている。パイプ部９０は、長さ方向に互いに所定の間隔を隔てた複数の位置に、エア供給口６を有している。エア供給部は、複数のエア供給口６を通じて、収容槽２内にエア（大気）を供給する。図１に示される例では、例えば、四角筒状の側壁部２０の互いに向かい合う２つのコーナー部に、それぞれパイプ部９０が設けられている。パイプ部９０は、上記コーナー部に沿って縦方向に延びた状態で配置されている。また、図１に示される例では、エア供給部は、パイプ部９０の上端部に接続されるメイン配管８０と、メイン配管８０に設けられたエア送給機１０６と、をさらに備えている。 The air supply part includes a pipe part 90 disposed inside the cylindrical side wall part 20. The pipe part 90 has the air supply ports 6 at a plurality of positions spaced apart from each other by a predetermined distance in the length direction. The air supply unit supplies air (atmosphere) into the storage tank 2 through the plurality of air supply ports 6. In the example shown in FIG. 1, for example, pipe portions 90 are provided at two corner portions of the rectangular tubular side wall portion 20 facing each other. The pipe part 90 is arranged in a state extending in the vertical direction along the corner part. In the example shown in FIG. 1, the air supply unit further includes a main pipe 80 connected to the upper end of the pipe part 90 and an air feeder 106 provided in the main pipe 80.
なお、図１に示される例では、パイプ部９０は収容槽２のコーナー部に沿って２本設けられているが、これに限られるものではない。例えば、パイプ部９０は、収容槽２内に１本、あるいは３本以上設けられていてもよいし、その配置位置は、収容槽２の中央部、コーナー部、或いは中央部でもコーナー部でもない側壁部２０から離れたところであってもよい。また、パイプ部９０の長さは、必ずしも収容槽２の底までパイプ部９０が届くような長さでなくてもよい。 In addition, in the example shown by FIG. 1, although the two pipe parts 90 are provided along the corner part of the storage tank 2, it is not restricted to this. For example, one or three or more pipe portions 90 may be provided in the storage tank 2, and the arrangement position thereof is not the central portion, the corner portion, or the central portion or the corner portion of the storage tank 2. The place away from the side wall part 20 may be sufficient. Moreover, the length of the pipe part 90 does not necessarily have to be such a length that the pipe part 90 reaches the bottom of the storage tank 2.
貯留槽１０は、収容槽２の底部２２よりも下方に配置されている。底部２２から排出されためっき液３は、貯留槽１０内に貯留される。貯留槽１０は、めっき液３の液面が収容槽２の底部２２に到達しない高さまでめっき液３を貯留することができる。貯留槽１０をこのような位置に設けることで、貯留槽１０に貯留されためっき液３が収容槽２の底部２２に接触して、底部２２に形成された通液孔が塞がれることを防止することができる。 The storage tank 10 is disposed below the bottom 22 of the storage tank 2. The plating solution 3 discharged from the bottom 22 is stored in the storage tank 10. The storage tank 10 can store the plating solution 3 up to a height at which the liquid level of the plating solution 3 does not reach the bottom 22 of the storage tank 2. By providing the storage tank 10 at such a position, the plating solution 3 stored in the storage tank 10 comes into contact with the bottom 22 of the storage tank 2 and the liquid passage hole formed in the bottom 22 is blocked. Can be prevented.
めっき液排出部は、貯留槽１０の底部に接続されためっき液排出配管１１と、このめっき液排出配管１１に設けられたポンプ１０３とを備えている。めっき液排出配管１１におけるめっき液流れ方向の下流端部には、後述のめっき槽１００（図４参照）が接続される。 The plating solution discharge unit includes a plating solution discharge pipe 11 connected to the bottom of the storage tank 10 and a pump 103 provided in the plating solution discharge pipe 11. A plating tank 100 described later (see FIG. 4) is connected to the downstream end of the plating solution discharge pipe 11 in the plating solution flow direction.
この補給装置１の動作は、図外の制御部によって制御することができる。具体的には、例えば、制御部は、ポンプ１０３と、ポンプ１０４と、エア送給機１０６と、を制御することができる。エア送給機１０６を制御することにより、収容槽２内に供給されるエア７の量を調整することができる。エア送給機１０６の制御は、エア量と溶解速度との相関関係（例えば図３参照）に基づいて行うことができる。 The operation of the replenishing device 1 can be controlled by a control unit (not shown). Specifically, for example, the control unit can control the pump 103, the pump 104, and the air feeder 106. By controlling the air feeder 106, the amount of air 7 supplied into the storage tank 2 can be adjusted. The air feeder 106 can be controlled based on the correlation between the amount of air and the dissolution rate (see, for example, FIG. 3).
また、ポンプ１０４を制御することにより、収容槽２内に供給されるめっき液３の量を調整することができる。ポンプ１０４の制御は、めっき液流量と溶解速度との相関関係（例えば図２参照）に基づいて行うことができる。 Further, the amount of the plating solution 3 supplied into the storage tank 2 can be adjusted by controlling the pump 104. The pump 104 can be controlled based on the correlation between the plating solution flow rate and the dissolution rate (see, for example, FIG. 2).
また、ポンプ１０３を制御することにより、貯留槽１０から排出されるめっき液３の量を調整することができる。 Further, the amount of the plating solution 3 discharged from the storage tank 10 can be adjusted by controlling the pump 103.
なお、銅片の溶解速度を調整するために、エア送給機１０６の出力を一定の値に制御した状態で、ポンプ１０４の出力を変更する制御を行ってもよいし、または、ポンプ１０４の出力を一定の値に制御した状態で、エア送給機１０６の出力を変更する制御を行ってもよい。または、エア送給機１０６の出力およびポンプ１０４の出力の双方を変更する制御を行ってもよい。 In order to adjust the dissolution rate of the copper piece, control of changing the output of the pump 104 may be performed while the output of the air feeder 106 is controlled to a constant value, or the pump 104 You may perform control which changes the output of the air feeder 106 in the state which controlled the output to the fixed value. Alternatively, control for changing both the output of the air feeder 106 and the output of the pump 104 may be performed.
（補給装置を用いた電気めっき処理システム）
次に、補給装置１を用いた電気めっき処理システムについて、図４を参照しつつ説明する。
図４に示されるように、本実施形態における電気めっき処理システム１０５は、陽極１０２および負極１０１（被めっき処理物）が内部に配置されためっき槽１００と、上記補給装置１とを備えている。
(Electroplating treatment system using replenishment device)
Next, an electroplating processing system using the replenishing device 1 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the electroplating processing system 105 in the present embodiment includes a plating tank 100 in which an anode 102 and a negative electrode 101 (processed object) are disposed, and the replenishing device 1. .
この電気めっき処理システム１０５では、めっき槽１００内のめっき液３（銅イオンが溶け込んでいる）により、被めっき処理物のめっき処理が行われる。めっき処理に供されためっき液３は、ポンプ１０４によって補給装置１の収容槽２に導入される。収容槽２に導入されためっき液３は、収容槽２内で銅片９同士の隙間を流通する。 In the electroplating processing system 105, the plating target object is plated by the plating solution 3 (copper ions are dissolved) in the plating tank 100. The plating solution 3 subjected to the plating process is introduced into the storage tank 2 of the replenishing device 1 by the pump 104. The plating solution 3 introduced into the storage tank 2 flows through the gaps between the copper pieces 9 in the storage tank 2.
収容槽２の中に充填された銅片９同士の隙間にめっき液３を流通させている状態で、その隙間にエア７が供給されると、収容槽２内で以下の化学反応が生じる。 When the plating solution 3 is circulated in the gap between the copper pieces 9 filled in the storage tank 2 and the air 7 is supplied to the gap, the following chemical reaction occurs in the storage tank 2.
すなわち、金属片収容槽の中に充填された銅片９の表面が、エア７に含まれている酸素により酸化し、当該表面は薄い酸化銅に覆われる（式１参照）。すなわち、銅片９の表面が空気酸化する。
酸化銅ＣｕＯは硫酸に可溶であるため、銅片９は銅片９同士の隙間を流通中のめっき液３に含まれる硫酸と接触したときに溶解し、銅イオンが生成される（式２参照）。
式１と式２とをまとめると、式３が導かれる。
収容槽２内において、銅片９は、銅片９の表面から溶解が進むとともに大きさが小さくなり下方に沈んでいく（降下していく）。沈んでいく速さはめっき液３の流れほど速くはないが、銅片９が上から下へ沈んでいく途中で、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じる。すなわち、沈んでいく途中で、エア７が届く位置に移動した銅片９においては、エア７により銅片９の表面が酸化されて（式１）の化学反応が生じ、表面が酸化された後にエア７が届かない位置に移動した銅片９においては、めっき液と接触して（式２）の化学反応が生じ、エア７が供給され且つめっき液３に濡れる位置に移動した銅片９においては、（式１）と（式２）の両方、つまり（式３）の化学反応が生じる、ということが繰り返されるものと考えられる。 In the storage tank 2, the copper piece 9 decreases in size and sinks downward (lowers) as the dissolution proceeds from the surface of the copper piece 9. Although the sinking speed is not as fast as the flow of the plating solution 3, the chemical reaction of any one of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 occurs while the copper piece 9 is sinking from top to bottom. That is, in the copper piece 9 that has moved to a position where the air 7 reaches in the course of sinking, the surface of the copper piece 9 is oxidized by the air 7 and a chemical reaction of (Equation 1) occurs, and the surface is oxidized. In the copper piece 9 moved to a position where the air 7 does not reach, the chemical reaction of (Equation 2) occurs in contact with the plating solution, and in the copper piece 9 moved to a position where the air 7 is supplied and wetted with the plating solution 3 It is considered that both (Formula 1) and (Formula 2), that is, that the chemical reaction of (Formula 3) occurs are repeated.
このように、本実施形態によれば、収容槽２内において、銅片９の状況（エア７が届く位置にあるかどうか、めっき液３に濡れた状態にあるかどうか等）に応じて、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じるため、銅片９から銅が溶解してめっき液３に銅イオンが補給される。また、収容槽２内に銅片９として比較的小さいものを充填すれば、収容槽２内の銅片９全体の表面積を大きくすることができる。これにより、エア７と接触して空気酸化されて酸化銅が生成する面積を大きくするとともに、生成した酸化銅がめっき液３に含まれる硫酸と接触して銅イオンを生成する面積を大きくすることができる。その結果、銅イオンの生成速度、すなわち、銅片９の溶解速度を高めることができる。つまり、めっき液３への銅イオンの補給が効果的に行われる。 Thus, according to this embodiment, in the storage tank 2, depending on the state of the copper piece 9 (whether it is in a position where the air 7 reaches, whether it is wet with the plating solution 3, etc.) Since any chemical reaction of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 occurs, copper dissolves from the copper piece 9 and the plating solution 3 is replenished with copper ions. Moreover, if the storage tank 2 is filled with a relatively small copper piece 9, the surface area of the entire copper piece 9 in the storage tank 2 can be increased. This increases the area in which the copper oxide is generated by contact with the air 7 and is oxidized by air, and the area in which the generated copper oxide is in contact with the sulfuric acid contained in the plating solution 3 to generate copper ions is increased. Can do. As a result, the production rate of copper ions, that is, the dissolution rate of the copper pieces 9 can be increased. That is, the replenishment of copper ions to the plating solution 3 is effectively performed.
また、収容槽２へのめっき液３の供給量と銅片９の溶解速度との間には明確な相関関係があり（図２参照）、さらに、収容槽２へのエア７の供給量と銅片９の溶解速度との間には明確な相関関係がある（図３参照）。このため、これらの相関関係に基づいてめっき液３の供給量およびエア７の供給量の少なくとも一方を調整することにより、めっき液３へ補給する銅イオンの量（銅イオンの濃度）を容易かつ適切に制御することができる。 Further, there is a clear correlation between the supply amount of the plating solution 3 to the storage tank 2 and the dissolution rate of the copper piece 9 (see FIG. 2), and further, the supply amount of the air 7 to the storage tank 2 and There is a clear correlation with the dissolution rate of the copper piece 9 (see FIG. 3). Therefore, by adjusting at least one of the supply amount of the plating solution 3 and the supply amount of the air 7 based on these correlations, the amount of copper ions (copper ion concentration) to be replenished to the plating solution 3 can be easily and It can be controlled appropriately.
銅片９から生じた銅イオンを含んだめっき液３は、収容槽２内を流下する（図１に、収容槽２内におけるめっき液３の流れを矢印５で示す）。そして、そのめっき液３は、貯留槽１０内に一旦貯留された後、ポンプ１０３によりめっき槽１００に戻されて、再びめっき処理に供される。 The plating solution 3 containing copper ions generated from the copper piece 9 flows down in the storage tank 2 (the flow of the plating solution 3 in the storage tank 2 is indicated by an arrow 5 in FIG. 1). Then, the plating solution 3 is temporarily stored in the storage tank 10 and then returned to the plating tank 100 by the pump 103 to be subjected to the plating process again.
次に、本発明の実施例について説明することにより、本発明の効果を明らかにする。 Next, the effect of the present invention will be clarified by describing examples of the present invention.
（実施例）
図１に示される収容槽２（幅２００ｍｍ、奥行き２００ｍｍ、高さ１５００ｍｍ、容量６０Ｌ）を備える補給装置１を用い、複数の銅片９をめっき液３に溶解させた（銅イオンをめっき液３に補給した）。その際、銅片９の溶解速度を測定した。なお、収容槽２の大きさは上記の大きさに限られるものではない。また、収容槽２の数は、１つに限られるものではなく、複数であってもよい。また、複数の場合には、収容槽２同士を直列または並列に並べて連結してもよい。
(Example)
A plurality of copper pieces 9 were dissolved in the plating solution 3 (copper ions were added to the plating solution 3) using the replenishing device 1 including the storage tank 2 (width 200 mm, depth 200 mm, height 1500 mm, capacity 60 L) shown in FIG. Was replenished). At that time, the dissolution rate of the copper piece 9 was measured. In addition, the magnitude | size of the storage tank 2 is not restricted to said magnitude | size. Further, the number of the storage tanks 2 is not limited to one, and may be plural. In a plurality of cases, the storage tanks 2 may be connected in series or in parallel.
めっき液３としては、硫酸銅を水に溶解させた硫酸銅溶液を用いた。めっき液３の組成、ｐＨ、および温度は以下の通りであった。この条件は、図４のめっき槽１００に貯留されているめっき液３の条件である。
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：２１０ｇ／Ｌ
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）：５０ｇ／Ｌ
ｐＨ：１．０
温度：３５℃
As the plating solution 3, a copper sulfate solution in which copper sulfate was dissolved in water was used. The composition, pH, and temperature of the plating solution 3 were as follows. This condition is a condition of the plating solution 3 stored in the plating tank 100 of FIG.
Copper sulfate (CuSO 4 · 5H 2 O) : 210g / L
Sulfuric acid (H 2 SO 4 ): 50 g / L
pH: 1.0
Temperature: 35 ° C
収容槽２内には、一般に１号銅と称される銅片９（直径１〜２ｍｍの円柱状）を約２７０ｋｇ充填した。収容槽２内における銅片９の充填高さ（積層高さ）は約１３００ｍｍであり、充填部分における単位容積当たりの銅片９が占める割合（充填率）は約５６％であった。 The storage tank 2 was filled with about 270 kg of copper pieces 9 (columns having a diameter of 1 to 2 mm) generally called No. 1 copper. The filling height (lamination height) of the copper pieces 9 in the storage tank 2 was about 1300 mm, and the ratio (filling rate) occupied by the copper pieces 9 per unit volume in the filling portion was about 56%.
また、めっき液の供給量は、めっき液供給配管４１が収容槽２に接続される直前の位置に設けた流量計により測定した。エアの供給量は、エアのメイン配管８０が収容槽２に接続される直前の位置に設けた流量計により測定した。エア送給機１０６が送り出すエアの圧力は、０．７ＭＰａ±０．１ＭＰａであった。 Further, the supply amount of the plating solution was measured by a flow meter provided at a position immediately before the plating solution supply pipe 41 was connected to the storage tank 2. The amount of air supplied was measured by a flow meter provided at a position immediately before the main air pipe 80 was connected to the storage tank 2. The pressure of the air sent out by the air feeder 106 was 0.7 MPa ± 0.1 MPa.
銅片９の溶解速度の測定方法は次のとおりである。まず、収容槽２の中に銅片９を充填し、めっき液３を流通させていない、銅片９が乾燥した状態で、収容槽２ごと銅片９の全重量を測る。続いて、所定の条件（めっき液の供給量、エアの供給量）でめっき液３を流通させ、エアを供給して所定時間の運転を行う。その後、めっき液３を抜いて銅片９を乾燥させた状態で、再び収容槽２ごと銅片９の全重量を測る。２回の測定による重量減少量から、所定の条件（めっき液流量、エア量）における溶解速度ｇ／ｍｉｎ・ｋｇを求める。 The method for measuring the dissolution rate of the copper piece 9 is as follows. First, the copper piece 9 is filled in the storage tank 2, and the total weight of the copper piece 9 is measured together with the storage tank 2 in a dry state where the plating solution 3 is not circulated. Subsequently, the plating solution 3 is circulated under predetermined conditions (plating solution supply amount, air supply amount), air is supplied, and operation is performed for a predetermined time. Thereafter, the total weight of the copper piece 9 is again measured together with the containing tank 2 in a state where the plating solution 3 is removed and the copper piece 9 is dried. The dissolution rate g / min · kg under predetermined conditions (plating solution flow rate, air amount) is determined from the weight loss amount obtained by the two measurements.
これにより、図２に示されるように、めっき液の供給量に応じて金属の溶解速度が変化することがわかる。また、図３に示されるように、めっき液へのエアの供給量によっても金属の溶解速度が変化することが確かめられた。そして、本発明のめっき用金属イオンの補給方法および補給装置においては、銅片の溶解速度として約０．１１ｇ／ｍｉｎ・ｋｇ程度の能力が得られることが分かった。なお、図２におけるめっき液流量および図３におけるエア量は、１つの収容槽２当たりの量である。 Thereby, as FIG. 2 shows, it turns out that the melt | dissolution rate of a metal changes according to the supply amount of a plating solution. Further, as shown in FIG. 3, it was confirmed that the dissolution rate of the metal changes depending on the amount of air supplied to the plating solution. And in the replenishment method and replenishment apparatus of the metal ion for plating of this invention, it turned out that the capability of about 0.11 g / min * kg is obtained as a melt | dissolution rate of a copper piece. In addition, the plating solution flow rate in FIG. 2 and the air amount in FIG. 3 are amounts per one storage tank 2.
（比較例）
引用文献２の図４は、めっき液の流量が５０Ｌ／ｍｉｎであり、グラフの横軸から銅イオン補給槽内の圧力が０．５ＭＰａのときの溶解量を読み取ると、縦軸の値で約５．５と読むことができる。一方、引用文献２の図５は、銅イオン補給槽内の圧力が０．５ＭＰａ固定の条件におけるものなので、グラフの横軸からめっき液流量が５０Ｌ／ｍｉｎのときの溶解量は、やはり縦軸の値で約５．５と読むことができる。また、溶解量は、図４から酸素ガス圧力とほぼ正比例の関係にあると考えられる。なお、引用文献２の段落００４４の記載から、これらの補給槽内の圧力とは、酸素ガスの圧力であると考えられる。
(Comparative example)
In FIG. 4 of the cited document 2, when the flow rate of the plating solution is 50 L / min and the amount of dissolution when the pressure in the copper ion supply tank is 0.5 MPa is read from the horizontal axis of the graph, the value on the vertical axis is about It can be read as 5.5. On the other hand, since FIG. 5 of the cited document 2 is on the condition that the pressure in the copper ion replenishing tank is fixed at 0.5 MPa, the dissolution amount when the plating solution flow rate is 50 L / min from the horizontal axis of the graph is also the vertical axis. This value can be read as approximately 5.5. Further, it can be considered from FIG. 4 that the dissolved amount is in a substantially direct relationship with the oxygen gas pressure. From the description of paragraph 0044 of the cited document 2, it is considered that the pressure in these replenishing tanks is the pressure of oxygen gas.
（実施例と比較例の対比）
ここで、めっき液流量が２５Ｌ／ｍｉｎである条件を選んで、本願と引用文献２における溶解量の比較をする。引用文献２では、図５から、めっき液流量が２５Ｌ／ｍｉｎであれば溶解量はグラフの縦軸の値で２．０と読むことができ、溶解量の単位を本願と同じになるように換算すると、２．０×１０−１ｇ／ｋｇ・ｈｒ＝０．００３ｇ／ｍｉｎ・ｋｇとなる。
(Contrast between Example and Comparative Example)
Here, the conditions under which the plating solution flow rate is 25 L / min are selected, and the dissolution amounts in the present application and the cited document 2 are compared. In Cited Document 2, from FIG. 5, if the plating solution flow rate is 25 L / min, the dissolution amount can be read as 2.0 on the vertical axis of the graph, and the unit of dissolution amount is the same as in this application. When converted, 2.0 × 10 −1 g / kg · hr = 0.003 g / min · kg.
一方、本願発明では、図２から、エアの供給量が１０００Ｌ／ｍｉｎ、めっき液の供給量が２５Ｌ／ｍｉｎの場合の溶解速度は、約０．０８３ｇ／ｍｉｎ・ｋｇと読むことができる。ここで、本願発明では、収容槽２の中にエア（大気）をそのまま吹き込んでいるので、加圧酸素や圧力容器を用いなくても、引用文献２の溶解量と比較すると２５倍以上の溶解速度が得られている。 On the other hand, in the present invention, it can be seen from FIG. 2 that the dissolution rate when the air supply rate is 1000 L / min and the plating solution supply rate is 25 L / min is about 0.083 g / min · kg. Here, in the present invention, air (atmosphere) is blown into the storage tank 2 as it is, so even if no pressurized oxygen or pressure vessel is used, the dissolution amount is 25 times or more compared with the dissolution amount of the cited document 2. Speed has been obtained.
（効果）
本実施形態によれば、収容槽２内に充填された複数の銅片９の銅片９同士の隙間にエア７が流れるように、収容槽２内にエア７が供給される。これにより、上記式１、式２、式３のいずれかの化学反応が収容槽２内で生じて、銅片９から銅が溶解してめっき液３に銅イオンが補給される。また、収容槽２内に直径１〜２ｍｍ程度の円柱状の銅片９を充填することにより、エア７と銅片９との接触面積を大きくして、酸化銅が生成する面積を大きくするとともに、生成した酸化銅がめっき液３に含まれる硫酸と接触して銅イオンを生成する面積を大きくすることができる。その結果、銅イオンの生成速度、すなわち、銅片９の溶解速度を高めることができる。つまり、めっき液３への銅イオンの補給が効果的に行われる。
(effect)
According to this embodiment, the air 7 is supplied into the storage tank 2 so that the air 7 flows through the gaps between the copper pieces 9 of the plurality of copper pieces 9 filled in the storage tank 2. As a result, the chemical reaction of any one of the above formulas 1, 2 and 3 occurs in the storage tank 2, and copper is dissolved from the copper pieces 9 to replenish copper ions to the plating solution 3. Further, by filling the storage tank 2 with a cylindrical copper piece 9 having a diameter of about 1 to 2 mm, the contact area between the air 7 and the copper piece 9 is increased, and the area where copper oxide is generated is increased. The produced copper oxide can be brought into contact with sulfuric acid contained in the plating solution 3 to increase the area for producing copper ions. As a result, the production rate of copper ions, that is, the dissolution rate of the copper pieces 9 can be increased. That is, the replenishment of copper ions to the plating solution 3 is effectively performed.
また、収容槽２へのめっき液３の供給量と銅片９の溶解速度との間の相関関係（図２参照）、および、収容槽２へのエア７の供給量と銅片９の溶解速度との相関関係（図３参照）に基づいて、ポンプ１０３、１０４、エア送給機１０６を制御して、めっき液３の供給量およびエア７の供給量の少なくとも一方を調整することにより、めっき液３へ補給する銅イオンの量（銅イオンの濃度）を容易かつ適切に制御することができる。 Moreover, the correlation (refer FIG. 2) between the supply amount of the plating solution 3 to the storage tank 2 and the dissolution rate of the copper piece 9, and the supply amount of the air 7 to the storage tank 2 and the dissolution of the copper piece 9 Based on the correlation with the speed (see FIG. 3), the pumps 103 and 104 and the air feeder 106 are controlled to adjust at least one of the supply amount of the plating solution 3 and the supply amount of the air 7, The amount of copper ions (copper ion concentration) to be supplied to the plating solution 3 can be easily and appropriately controlled.
また、エア７を高圧で供給する必要がないため、収容槽２を圧力容器とする必要がなく、収容槽２の維持管理が容易となる。また、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がないので、圧力容器が不要なことと相まって、めっき液３への銅イオンの補給にかかるコストを低減することができる。 Further, since it is not necessary to supply the air 7 at a high pressure, it is not necessary to use the storage tank 2 as a pressure vessel, and maintenance of the storage tank 2 is facilitated. Further, since it is not necessary to supply pressurized high-concentration oxygen gas, it is possible to reduce the cost for replenishing copper ions to the plating solution 3 in combination with the fact that no pressure vessel is required.
なお、上記実施形態では、金属片として銅片を用いているが、これに限られるものではなく、他の種類の金属片を用いてもよい。 In addition, in the said embodiment, although the copper piece is used as a metal piece, it is not restricted to this, You may use another kind of metal piece.
また、収容槽２およびエア供給部の構成は、図１に示したもの以外に変更することが可能である。例えば、図５に示すように変更することができる。 Moreover, the structure of the storage tank 2 and an air supply part can be changed into what was shown in FIG. For example, it can be changed as shown in FIG.
図５に示される例では、側壁部２０の側面には、上下方向に一定の間隔を隔てて並ぶ複数のエア供給口６１・・６１が形成されている。エア供給口６１は、側壁部２０の４つの側面のうち、少なくとも１つ以上の側面に形成することができる。図５に示される例では、側壁部２０の４つの側面のうち、相対向する２つの側面に、各々、複数のエア供給口６１・・６１が形成されている。なお、エア供給口６１の数、大きさ、および間隔は、特に限定されるものではなく、収容槽２の容積等に応じて適宜に設定可能である。また、エア供給口６１は、側壁部２０の１つ以上の側面において、横方向（左右方向）に複数列に亘って形成されていてもよい。 In the example shown in FIG. 5, a plurality of air supply ports 61... 61 are formed on the side surface of the side wall portion 20 at regular intervals in the vertical direction. The air supply port 61 can be formed on at least one of the four side surfaces of the side wall portion 20. In the example shown in FIG. 5, a plurality of air supply ports 61... 61 are formed on two opposite side surfaces of the four side surfaces of the side wall portion 20. The number, size, and interval of the air supply ports 61 are not particularly limited, and can be appropriately set according to the volume of the storage tank 2 and the like. Further, the air supply ports 61 may be formed across a plurality of rows in the lateral direction (left-right direction) on one or more side surfaces of the side wall portion 20.
また、図５に示される例では、エア供給部は、側壁部２０に形成されたエア供給口６１を介して収容槽２内にエア（大気）を供給する。エア供給部は、図５に示される例では、メイン配管８０と、メイン配管８０から分岐して、エア流れ方向の下流端部がエア供給口６に接続される複数の分岐配管８１と、メイン配管８０に設けられたエア送給機１０６と、を備えている。 In the example shown in FIG. 5, the air supply unit supplies air (atmosphere) into the storage tank 2 through the air supply port 61 formed in the side wall part 20. In the example shown in FIG. 5, the air supply unit includes a main pipe 80, a plurality of branch pipes 81 that branch from the main pipe 80, and whose downstream end in the air flow direction is connected to the air supply port 6, And an air feeder 106 provided in the pipe 80.
図５に示される実施形態においても、図１に示される実施形態と同様の効果を奏することができる。 Also in the embodiment shown in FIG. 5, the same effects as in the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.
本願発明の方法は、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がなく、圧力容器が不要なことから、設備の維持管理が容易でコストを低減することができるため、めっき処理製品の生産性の向上に貢献することが期待される。 Since the method of the present invention does not require the supply of pressurized high-concentration oxygen gas and does not require a pressure vessel, it can easily maintain and maintain the equipment and reduce the cost. It is expected to contribute to the improvement of sex.
１ めっき用金属イオンの補給装置
２ 銅片収容槽
３ めっき液
５ 銅片収容槽内におけるめっき液の流れ
６ エア供給口
７ エア
９ 銅片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Replenishment apparatus of metal ion for plating 2 Copper piece accommodation tank 3 Plating solution 5 Flow of plating solution in copper piece accommodation tank 6 Air supply port 7 Air 9 Copper piece
Claims (3)
複数の金属片が内部に充填された金属片収容槽内に前記めっき液を供給して当該めっき液を前記金属片同士の隙間において流通させ、前記めっき液が流通している前記隙間にエアが流れるようにエアを供給する
ことを特徴とするめっき用金属イオンの補給方法。 A method of supplying metal ions to a plating solution used in an electroplating facility,
The plating solution is supplied into a metal piece containing tank filled with a plurality of metal pieces, and the plating solution is circulated in the gap between the metal pieces, and air is supplied to the gap in which the plating solution is circulated. A method for replenishing metal ions for plating, wherein air is supplied so as to flow.
ことを特徴とする請求項１に記載のめっき用金属イオンの補給方法。 The amount of metal ions to be supplied to the plating solution is controlled by adjusting at least one of the supply amount of the plating solution and the supply amount of the air. Supply method.
複数の金属片が内部に充填される金属片収容槽と、
前記金属片収容槽内に前記めっき液を供給するめっき液供給部と、
前記めっき液が流通している前記金属片同士の隙間にエアが流れるようにエアを供給するエア供給部と、を備える
ことを特徴とするめっき用金属イオンの補給装置。 An apparatus for supplying metal ions to a plating solution used in an electroplating facility,
A metal piece containing tank filled with a plurality of metal pieces, and
A plating solution supply unit for supplying the plating solution into the metal piece storage tank;
An apparatus for supplying metal ions for plating, comprising: an air supply unit configured to supply air so that air flows through a gap between the metal pieces through which the plating solution is circulated.
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| JP2017190485A (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | Metal ion feeding device |
-
2017
- 2017-06-14 JP JP2017117128A patent/JP6852583B2/en active Active
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