JP2720130B2 - Power supply for electroplating - Google Patents

Power supply for electroplating

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JP2720130B2
JP2720130B2 JP9203992A JP9203992A JP2720130B2 JP 2720130 B2 JP2720130 B2 JP 2720130B2 JP 9203992 A JP9203992 A JP 9203992A JP 9203992 A JP9203992 A JP 9203992A JP 2720130 B2 JP2720130 B2 JP 2720130B2
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浩志 島津
政博 桝添
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、製品の素地上に金属被
膜を生成する電解条件値を設定出力する電気めっき用の
電源装置に係り、詳細には、めっき液の状態を表現する
ファジィ変数を選定し、その状態値を入力値としてファ
ジィ推論をファジィ制御プログラム上で行い、その推論
値でめっき電源の出力を制御するようにした電気めっき
用の電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for electroplating for setting and outputting an electrolytic condition value for forming a metal film on a substrate of a product, and more particularly, to a fuzzy variable representing a state of a plating solution. The present invention relates to a power supply device for electroplating in which fuzzy inference is performed on a fuzzy control program by using the state value as an input value on a fuzzy control program, and the inference value controls the output of a plating power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気めっきは、めっきしようとする金属
の塩類を含む水溶液中に被めっき金属素地をカソ−ド
(陰極)として挿入し、適当なアノ−ド(陽極)との間
に適切な電解条件(電流値、パルスON時間、パルスO
FF時間及び温度)で制御された電源装置から出力した
直流またはパルス電流を通し、水溶液中の金属イオンを
カソ−ド面上に金属として還元析出させて素地上に所要
の結晶を成形することによって金属のめっき被膜を形成
する。近来、前記電解条件で制御される電気めっきに用
いる電源装置は、生産の合理化、品位の均一安定性及び
作業の効率化の要求に伴い、電源装置が具備する波形、
電力効率、電圧変動率等の本来の機能のほかに、電圧・
電流の無段階調整機能、遠隔操作機能、及び装置の自動
化などの諸条件を備えた電源装置が強く要求される傾向
にある。さらに、半導体装置分野に於ても、リ−ドフレ
−ム等の金属表面に被膜層を形成して耐腐食性、ボンデ
ィング性及び電導性等の機能を向上させる要求が増加
し、さらに、半導体装置の高集積化が進み金属被膜層形
成の膜厚の均一化、密着性や被膜の多層化など金属被膜
層の高信頼性及び皮膜特性の向上が求められている。
2. Description of the Related Art In electroplating, a metal substrate to be plated is inserted as a cathode (cathode) into an aqueous solution containing salts of a metal to be plated, and an appropriate anode (anode) is placed between the metal substrate and the anode. Electrolysis conditions (current value, pulse ON time, pulse O
By passing a direct current or a pulse current output from a power supply controlled by FF time and temperature, metal ions in an aqueous solution are reduced and precipitated as metal on a cathode surface to form a required crystal on a substrate. A metal plating film is formed. Recently, the power supply device used for electroplating controlled by the electrolysis conditions, the demand for streamlining of production, uniform stability of quality and work efficiency, the waveform provided by the power supply device,
In addition to the original functions such as power efficiency and voltage regulation,
There is a tendency to strongly demand a power supply device having various conditions such as a stepless current adjustment function, a remote control function, and automation of the device. Further, in the field of semiconductor devices, there is an increasing demand for forming a coating layer on a metal surface of a lead frame or the like to improve functions such as corrosion resistance, bonding properties and electrical conductivity. With the progress of high integration, there is a demand for high reliability and improved film characteristics of the metal film layer, such as uniform thickness of the metal film layer formation, adhesion and multi-layer film.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記要望を解決する為
に本出願人は先に、特願平3−228253号におい
て、電解条件のデーターを表示・書込みする設定手段、
それに基づく出力値を計算する演算処理手段を備えた表
示設定部と、前記演算処理された条件値で出力部を制御
する出力制御部と、直流またはパルス等の電流・電圧の
設定値を出力する出力部と、前記表示設定部で設定した
電解条件データーを製品別に登録保存・読み出しするメ
モリー部とを有し、製品の素地上に防錆、電導性、耐熱
性等の機能を有する金属被膜を生成するのに必要な電解
条件の直流またはパルス等の電流、電圧を設定してその
制御を行う電気めっき用の電源装置を提案した。しかし
ながら、前記電気めっき用の電源装置は、過去に行った
めっき条件設定データーを記憶保持して、該記憶保持し
たデーターを簡便に選択してめっき条件を設定できるよ
うにしているのみであり、めっき条件の範囲が限定さ
れ、めっき条件範囲が充分でないという欠点がある。勿
論、手動によって各条件を設定し、最良のめっき条件を
選定することは理論上可能であるが、めっき条件は、例
えば、めっき液温度、めっき液濃度、電流値、電流通過
比等によって複雑に変わり、これらを全て条件設定する
ことは極めて困難であった。本発明は、電解条件の濃
度、温度、パルスオン時間及びパルスオフ時間、電流値
などの状態値の出力制御の遠隔操作性、自動化及び作業
性を向上させる電気めっき用の電源装置を提供し、これ
によって形成される金属被膜層の厚みの均一化を図ると
共に、金属被膜層の高信頼性及び皮膜特性の向上を図る
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned demands, the present applicant has previously disclosed in Japanese Patent Application No. 3-228253 a setting means for displaying and writing data of electrolysis conditions.
A display setting unit having an arithmetic processing means for calculating an output value based thereon; an output control unit for controlling the output unit with the condition value subjected to the arithmetic processing; and a set value of current or voltage such as DC or pulse. An output unit and a memory unit for registering, storing, and reading the electrolytic condition data set by the display setting unit for each product, and a metal coating having functions such as rust prevention, electrical conductivity, and heat resistance on a substrate of the product. We have proposed a power supply device for electroplating that sets and controls current and voltage such as DC or pulse of electrolysis conditions required for generation. However, the power supply device for electroplating stores and retains plating condition setting data performed in the past, and only allows the stored data to be easily selected to set plating conditions. There is a disadvantage that the range of conditions is limited and the range of plating conditions is not sufficient. Of course, it is theoretically possible to manually set each condition and select the best plating conditions, but the plating conditions are complicated depending on, for example, the plating solution temperature, the plating solution concentration, the current value, and the current passage ratio. On the contrary, it was extremely difficult to set all these conditions. The present invention provides a power supply device for electroplating that improves remote control, automation and workability of output control of state values such as concentration, temperature, pulse-on time and pulse-off time, and current value of electrolysis conditions. It is an object of the present invention to make the thickness of a metal coating layer formed uniform and to improve the reliability and coating properties of the metal coating layer.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の電気めっき用の電源装置は、電解条件のデーター
を表示・書き込みする設定手段と、それに基づく出力値
を計算する演算処理手段を備えた表示設定部と、前記演
算処理された条件値で、直流またはパルス等の電流、電
圧の設定値を出力する出力部を制御する出力制御部とを
有し、しかも前記表示設定部には、外部装置からデータ
ーの呼出、移送、そして出力制御を行う通信手段とを具
備し、製品の素地上に防錆、導電性、耐熱性等の機能を
有する金属皮膜を形成する電気めっき用の電源装置であ
って、めっき液の状態値を入力値としてファジィ推論を
行い、前記ファジィ変数の推論値を演算出力する演算部
を含み、該演算部によって出力される推論値とめっき条
件によって算定される設定値とを比較し、該設定値と前
記推論値とが一致するまで補正値を推論値に加減するフ
ァジィフィードバックを繰り返して最適制御値を推論す
るファジィ推論を行うファジィ制御プログラムを具備
し、前記ファジィ制御の演算は前記表示設定部のCPU
にて行い、最適制御値を前記出力制御部に入力してめっ
き条件の出力制御を行うようにして構成されている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
The power supply device for electroplating described is a setting means for displaying and writing data of electrolysis conditions, a display setting unit including an arithmetic processing means for calculating an output value based thereon, and the condition values subjected to the arithmetic processing, An output control unit that controls an output unit that outputs a set value of a current or a voltage such as a direct current or a pulse; and a communication that performs calling, transfer, and output control of data from an external device is provided in the display setting unit. Means for forming a metal film having functions such as rust prevention, conductivity, heat resistance, etc. on a substrate of a product, the fuzzy inference using a state value of a plating solution as an input value. And an operation unit for calculating and outputting an inference value of the fuzzy variable, and comparing the inference value output by the operation unit with a setting value calculated based on plating conditions, wherein the setting value and the inference value are Match That until comprising a fuzzy control program for fuzzy inference for inferring the optimum control value by repeating the fuzzy feedback for adjusting the correction value to the inference value, calculation of the fuzzy control CPU of the display setting unit
, And the output of the plating condition is controlled by inputting the optimum control value to the output control unit.

【0005】請求項2記載の電気めっき用の電源装置
は、請求項1記載の装置において、前記ファジィ制御部
の出力値は、前記表示設定部に通信手段を介して入力さ
れて構成されている。請求項3記載の電気めっき用の電
源装置は、請求項1、2記載の装置において、前記めっ
き液の状態値のファジィ変数は、濃度C、温度T、電流
I、パルス周期τ及びパルスオン時間τONであるように
して構成されている。請求項4記載の電気めっき用の電
源装置は、請求項3記載の装置において、前記濃度の状
態値Cは、めっき液の初期濃度をC0 、パルスオン時間
によって析出するめっき重量をWON、めっき槽の容積を
Caとすると、 C=C0 −WON/Ca で表現されるようにして構成されている。請求項5記載
の電気めっき用の電源装置は、請求項1〜4記載の装置
において、前記後件部の式は、濃度をC、温度をT、パ
ルスオン時間をτON、パルス周期τとして、K1
2 、K3 を定数とすると、 I0 =K1 ・C+K2 ・T+K3 ・1/(τON/τ)+
4 で表現される電流値の近似式であるようにして構成され
ている。請求項6記載の電気めっき用の電源装置は、請
求項1〜4記載の装置において、前記設定値は、操作者
が手動入力したパルス周期(τ)、めっき時間
(t0 )、めっき面積(S)及びめっき厚(d)の情報
より演算算出したパルス当たりの析出量に相当する電流
値(I)であるようにして構成されている。請求項7記
載の電気めっき用の電源装置は、請求項1〜6記載の装
置において、ファジィ推論ルールに入力されるめっき液
の状態値には、めっき液の状態検出値の他、操作者の手
動入力値の情報も含むようにして構成されている。請求
項8記載の電気めっき用の電源装置は、請求項1〜7記
載の装置において、めっき槽にはめっき液注入バルブを
備え、めっき液の濃度が低くなると前記めっき液注入バ
ルブを操作してめっき液の濃度が所定範囲を保つように
して構成されている。そして、請求項9記載の電気めっ
き用の電源装置は、請求項8記載の装置において、めっ
き液注入バルブの操作はファジィ制御プログラムによっ
て補正されるパルスオン時間τONがその最大値τON H
り大きくなった場合であるようにして構成されている。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device for electroplating according to the first aspect, an output value of the fuzzy control unit is input to the display setting unit via communication means. . The power supply device for electroplating according to claim 3, wherein the fuzzy variables of the state value of the plating solution are concentration C, temperature T, current I, pulse period τ, and pulse on time τ. It is configured to be ON . According to a fourth aspect of the present invention, in the power supply apparatus for electroplating, the state value C of the concentration is such that the initial concentration of the plating solution is C 0 , the plating weight deposited by the pulse-on time is W ON , Assuming that the volume of the tank is Ca, the tank is configured to be expressed as C = C 0 −W ON / Ca. The power supply device for electroplating according to claim 5, wherein in the apparatus according to any one of claims 1 to 4, the expression of the consequent part is such that concentration is C, temperature is T, pulse on time is τ ON , and pulse period τ is K 1 ,
Assuming that K 2 and K 3 are constants, I 0 = K 1 · C + K 2 · T + K 3 · 1 / (τ ON / τ) +
K 4 is configured as an approximation formula of the current value represented by. The power supply apparatus for electroplating according to claim 6 is the apparatus according to claim 1, wherein the set values are a pulse period (τ) manually input by an operator, a plating time (t 0 ), a plating area ( S) and the current value (I) corresponding to the deposition amount per pulse calculated from the information of the plating thickness (d). The power supply device for electroplating according to claim 7 is the device according to claim 1, wherein the plating solution state value input to the fuzzy inference rule includes a plating solution state detection value and an operator's condition value. It is configured to include information on manually input values. The power supply device for electroplating according to claim 8 is the device according to claim 1, wherein the plating tank includes a plating solution injection valve, and operates when the concentration of the plating solution decreases. It is configured such that the concentration of the plating solution is kept within a predetermined range. The power supply device for electroplating according to claim 9 is the device according to claim 8, wherein the operation of the plating solution injection valve is such that the pulse-on time τ ON corrected by the fuzzy control program is larger than the maximum value τ ON H thereof. It is configured in such a way as to be the case.

【0006】[0006]

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図1は本発明の一実施例に係る電気めっき
用の電源装置の動作状況を示すフロー図、図2は前記電
気めっき用の電源装置の概略ブロック図、図3はメンバ
ーシップ関数を示すグラフである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. Here, FIG. 1 is a flowchart showing an operation state of a power supply device for electroplating according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic block diagram of the power supply device for electroplating, and FIG. It is a graph shown.

【0007】図2に示すように、本発明に一実施例に係
る電気めっき用の電源装置10は、交流電源を入力とし
直流を出力する出力部11と、該出力部11に連結され
る出力制御部12と、データー設定と演算及び通信を行
う表示設定部13とを有して構成されている。以下、こ
れらについて詳しく説明する。前記出力部11は交流電
圧を降圧するトランス、該降圧された交流を直流に直す
整流部、整流された脈流を平滑化するコンデンサー、及
び該平滑化された直流を制御する並列接続されたパワー
MOS−FETを有してなり、該パワーMOS−FET
を制御して出力を直流、パルス化し、更には電圧あるい
は電流の制御を行っている。
As shown in FIG. 2, a power supply device 10 for electroplating according to an embodiment of the present invention includes an output unit 11 that receives an AC power and outputs a DC, and an output connected to the output unit 11. It comprises a control unit 12 and a display setting unit 13 for performing data setting, calculation and communication. Hereinafter, these will be described in detail. The output unit 11 includes a transformer for stepping down an AC voltage, a rectifier for converting the stepped-down AC into DC, a capacitor for smoothing the rectified pulsating current, and a power connected in parallel to control the smoothed DC. A MOS-FET, and the power MOS-FET
To control the output to DC or pulse, and further to control the voltage or current.

【0008】そして、前記出力部11には、電流検出部
及び電圧検出部を有し、それぞれAD変換器14によっ
てデジタル変換し、インターフェイス回路15を介して
出力制御部12のCPU16に検出データーを送れるよ
うになっている。前記CPU16には該CPU16の実
行プログラムが記録されたROM17と、必要に応じて
データーの記憶を行うRAM18が接続されていると共
に、デュアルポートRAM19も接続されている。該デ
ュアルポートRAM19は、該CPU16からも読み書
込みが行なえると共に前記表示設定部13のCPU20
からもデーターの読み書きが行なえる構造となってい
る。そして、前記CPU16には、インターフェイス回
路15を介してDA変換器21と、アンプ22が接続さ
れて、前記CPU16によって演算処理した電流あるい
は電圧条件によって前記出力部11を駆動できるように
なっている。
The output section 11 has a current detection section and a voltage detection section. The output section 11 can perform digital conversion by the AD converter 14 and send detection data to the CPU 16 of the output control section 12 via the interface circuit 15. It has become. The CPU 16 is connected to a ROM 17 in which an execution program of the CPU 16 is recorded, a RAM 18 for storing data as necessary, and a dual port RAM 19. The dual port RAM 19 is readable and writable from the CPU 16 and the CPU 20 of the display setting unit 13.
It has a structure that can read and write data from. The D / A converter 21 and the amplifier 22 are connected to the CPU 16 via the interface circuit 15 so that the output unit 11 can be driven by current or voltage conditions calculated by the CPU 16.

【0009】一方、前記CPU20には、該CPU20
の実行命令を記憶したROM23、及び一時的にデータ
ーの記憶を行うRAM24が設けられている。そして、
該CPU20に接続される前記ROM23には、操作パ
ネル25に設けられた入力キーから手動によって入力さ
れる信号に基づき、独立にめっき条件のデーターの書込
み設定を行え、それに基づく出力値を演算する演算処理
手段とのプログラム及びファジィ制御プログラムが記載
されている。そして、前記CPU20には、インターフ
ェイス回路26、RS422A端子27を介して外部の
他の制御装置(例えば、パソコン)に連結されている。
なお、ROM23に格納された前記ファジィ制御プログ
ラムが以下に説明するファジィ制御部28を構成してい
る。
On the other hand, the CPU 20 includes the CPU 20
And a RAM 24 for temporarily storing data. And
In the ROM 23 connected to the CPU 20, the writing setting of the plating condition data can be independently performed based on a signal manually input from an input key provided on the operation panel 25, and an operation for calculating an output value based on the setting can be performed. A program with processing means and a fuzzy control program are described. The CPU 20 is connected to another external control device (for example, a personal computer) via the interface circuit 26 and the RS422A terminal 27.
The fuzzy control program stored in the ROM 23 constitutes a fuzzy control unit 28 described below.

【0010】前記出力部11を介して行うめっき条件
は、例えば、先に出願した特願平3−228253号に
詳細に示すように、定電流制御で行う場合にはその電流
設定値、定電圧制御で行う場合には電圧設定値、パルス
オン時間、パルスオフ時間、スローアップ、スローダウ
ン等を予め設定でき、これらを組合せた品種を250以
上登録可能なメモリー部を備えている。なお、このメモ
リー部は前記したRAM18、19または24の何れか
を使用しても良いし、別に設けても良い。従って、前記
条件を組み合わせて直流出力のスローアップ、スローダ
ウン及びパルス出力のスローアップ、スローダウンも行
なえるようになっている。
As described in detail in Japanese Patent Application No. 3-228253 filed earlier, the plating conditions performed through the output section 11 are, for example, the current set value and the constant voltage when performing the constant current control. In the case of performing the control, a voltage setting value, a pulse on time, a pulse off time, a slow-up, a slow-down, and the like can be set in advance, and a memory unit capable of registering 250 or more types in which these are combined is provided. This memory unit may use any of the above-mentioned RAMs 18, 19 and 24 or may be provided separately. Therefore, by combining the above conditions, the DC output can be slowed up and slowed down, and the pulse output can be slowed up and slowed down.

【0011】更には、電源の異常を監視するため、前記
電流検出部及び電圧検出部の出力と、設定された電流及
び電圧を比較してアラームを発生するようになってお
り、負荷電圧及び電流の条件に応じて短絡、開放、電圧
異常、電流異常に区分し、これらを日本語にて前記操作
パネル25のパネル表示部に表示するようになってい
る。また、めっき槽29にはヒーターと温度センサーと
これらの制御部とを有する温度調節器30が設けられ、
出力制御部12の信号によって所定の温度に制御できる
ようになっている。また、該めっき槽29には該めっき
液の初期濃度を検出する濃度センサー31が設けられ、
その出力はAD変換器32を介してデジタル信号でCP
U16に入力されている。
Further, in order to monitor the abnormality of the power supply, an alarm is generated by comparing the output of the current detecting section and the voltage detecting section with the set current and voltage, and an alarm is generated. Are classified into short circuit, open circuit, abnormal voltage, and abnormal current according to the conditions described above, and these are displayed on the panel display section of the operation panel 25 in Japanese. Further, a temperature controller 30 having a heater, a temperature sensor, and a control unit for these components is provided in the plating tank 29,
A predetermined temperature can be controlled by a signal from the output control unit 12. The plating tank 29 is provided with a concentration sensor 31 for detecting an initial concentration of the plating solution.
The output is a digital signal via an AD converter 32, which is a CP.
It has been input to U16.

【0012】続いて、前記ROM17、23に記載され
ているプログラムについて図1を参照しながら、その全
体工程を説明する。まず、操作者によって操作パネル2
5から、めっき厚みd、めっき面積S、めっき時間t0
パルスめっきを行う場合の矩形波周期τ等のめっき条件
を入力する。なお、めっき条件は予め設定されて、ライ
ンまたは他の制御装置からの信号によって入力されるよ
うになっていても良い。この実施例は前記パルスめっき
によってめっき処理を行うものである。このめっき条件
の入力によって、めっき重量Wを計算し(ステップ10
0)、パルス数nを計算する(ステップ101)と共
に、1パルス当たりのめっき重量W′を計算する(ステ
ップ102)。そして、予め入力されたパルスオン時間
初期値τONと、前記めっき重量W′からファラデーの法
則から導かれる次式によって、設定値となる必要電流値
Iを算出する(ステップ103)。 I=W′・F/(τON・eq) なお、ここで、Fはファラデー係数、eqはめっきされる
金属のグラム等量を示す。
Next, the entire process of the programs stored in the ROMs 17 and 23 will be described with reference to FIG. First, the operator operates the operation panel 2
From 5, the plating thickness d, plating area S, plating time t 0 ,
A plating condition such as a rectangular wave period τ when pulse plating is performed is input. The plating conditions may be set in advance and input by a signal from a line or another control device. In this embodiment, a plating process is performed by the pulse plating. By inputting the plating conditions, the plating weight W is calculated (step 10).
0), the number of pulses n is calculated (step 101), and the plating weight W 'per pulse is calculated (step 102). Then, the required current value I to be the set value is calculated by the following equation derived from the Faraday's law from the previously input pulse-on time initial value τ ON and the plating weight W ′ (step 103). I = W ′ · F / (τ ON · eq) Here, F represents the Faraday coefficient, and eq represents the gram equivalent of the metal to be plated.

【0013】次に、予めめっき槽29に投入されためっ
き液の初期濃度を濃度センサー31によって検出する。
そして、該めっき液の温度Tを過去の実験より決定され
る最適と思われる温度(例えば、60℃)を操作パネル
25から入力して温度調節器30にて予め設定してお
く。そして、めっき液の濃度C、めっき液の温度T、パ
ルス周期τ、パルスオン時間τONを基に、予め実験され
たデーターに基づき、後述するファジィ演算(ステップ
104)を行い、ファジィ推論値である推論電流値I0
を算出する。
Next, the concentration sensor 31 detects the initial concentration of the plating solution previously charged in the plating tank 29.
Then, the temperature T of the plating solution, which is considered to be the optimum temperature determined by past experiments (for example, 60 ° C.), is input from the operation panel 25 and set in advance by the temperature controller 30. Then, a fuzzy calculation (step 104), which will be described later, is performed on the basis of the data experimentally performed based on the concentration C of the plating solution, the temperature T of the plating solution, the pulse period τ, and the pulse on time τ ON to obtain a fuzzy inference value. Inferred current value I 0
Is calculated.

【0014】次に、該推論電流値I0 が最大電流値I
max を越えているか否かを判断して(ステップ10
5)、最大電流値Imax を越えている場合にはアラーム
を発し、めっき処理を中止する(ステップ106)。そ
して、該推論電流値I0 が、最大電流値を越えていない
ことを条件として、前記推論電流値I0 が前記必要めっ
き電流値Iをより、多いか少ないかを判断して(ステッ
プ107、108)、多い場合にはステップ109にて
予め設定された微小時間Δτを引いて、少ない場合には
ステップ110には前記Δτを加えて、前記修正された
パルスオン時間τONが、予め実験によってめっきが良好
があることが確認された設定される最小パルスオン時間
τON L と、最大パルスオン時間τON H の間に入ることを
確認して(ステップ111)、パルスオン時間τONをメ
モリする(ステップ112)。
Next, the inferred current value I 0 becomes the maximum current value I
It is determined whether or not the maximum is exceeded (step 10
5), if they exceed the maximum current value I max is an alarm and stops the plating process (step 106). The inference current value I 0 is a condition that does not exceed the maximum current value, the inference current value I 0 is the required plating current value I greater, it is determined whether more or less (step 107, 108), if the amount is large, the preset short time Δτ is subtracted in step 109, and if the amount is small, the Δτ is added to step 110, and the corrected pulse-on time τ ON is determined by plating in advance by experiment. Is confirmed to be between the set minimum pulse on time τ ON L and the maximum pulse on time τ ON H (step 111), and the pulse on time τ ON is stored (step 112). ).

【0015】そして、前記メモリされたパルスオン時間
τONを前記ファジィ制御部28にてファジィ推論を行い
再度推論電流値I0 を演算し、更にはステップ103に
入力して必要電流値Iを演算する。以上の結果を、ステ
ップ105、107、108で再度比較判定を繰り返
し、ファジィ制御部によって演算された推論電流値I0
と必要電流値Iが一致しない場合には、ステップ10
9、110で必要な修正を行う。以上の過程を経ても推
論電流値I0 と必要電流値Iが一致せず、パルスオン時
間τONを徐々に修正した結果、該パルスオン時間τ
ONが、その最小値より小さくなった場合には、めっき槽
29の温度Tを1℃下げる命令をし(ステップ11
3)、温度調節器30に操作して、めっき槽の温度を1
℃下げる。この結果を再度ファジィ制御部28で演算し
て、推論電流値I0 を演算するという工程を繰り返す。
Then, the stored pulse on time τ ON is subjected to fuzzy inference in the fuzzy control unit 28 to calculate an inference current value I 0 again, and further inputted to step 103 to calculate a required current value I. . The above result is compared again in steps 105, 107 and 108 again, and the inferred current value I 0 calculated by the fuzzy controller is calculated.
If the required current value I does not match
In steps 9 and 110, necessary corrections are made. Even after the above process, the inferred current value I 0 and the required current value I do not match, and as a result of gradually correcting the pulse on time τ ON ,
If ON is smaller than the minimum value, a command to lower the temperature T of the plating tank 29 by 1 ° C. is issued (step 11).
3) Operate the temperature controller 30 to set the temperature of the plating tank to 1
C lower. This result is again calculated by the fuzzy control unit 28, and the process of calculating the inferred current value I 0 is repeated.

【0016】また、前記修正したパルスオン時間τON
その最大値を越えることになった場合には、めっき槽2
9の温度を1℃上昇させる(ステップ114)という演
算処理を繰り返し行って、ファジィ制御部28によって
演算された結果と、必要電流値Iが一致した場合に、そ
の値で、出力制御部12を制御して、所定の電流I
O(略必要電流値Iに等しい)で、所定のパルスオン時
間τONでめっきを行う。ここで、前記温度調節器30を
制御して、めっき槽の温度を調整するには時間がかかる
ので、めっき槽29の温度は実際の温度Tt を測定し
て、該温度Tt をファジィ制御部28の入力温度とする
ことも可能である。
If the corrected pulse-on time τ ON exceeds the maximum value, the plating tank 2
When the required current value I matches the result calculated by the fuzzy control unit 28 by repeatedly performing the calculation process of raising the temperature of 1 by 1 ° C. (step 114), the output control unit 12 is controlled by the value. Control the predetermined current I
At O (substantially equal to the required current value I), plating is performed for a predetermined pulse on time τ ON . Here, since it takes time to control the temperature controller 30 and adjust the temperature of the plating tank, the temperature of the plating tank 29 is measured by measuring the actual temperature T t and controlling the temperature T t by fuzzy control. The input temperature of the unit 28 may be used.

【0017】以上の操作を行った結果、めっき電流I
(=IO)が流れると、該めっき電流に対応する金属量
がめっき液から除去されるので、この値を計算して(ス
テップ115)刻々その条件をファジィ制御部28によ
って演算を行い、めっき電流が最適値であるようにめっ
き槽の温度T及びパルスオン時間τONを制御する。これ
によって常時安定しためっきを行うことができる。以上
の工程を繰り返してめっきを行うと、めっき液の濃度が
薄くなり、めっき液の温度を上昇させても、適性なめっ
きができなくなることになる。この場合は、作業を中断
して、めっき液を交換することになる。この中断は、フ
ァジィ制御部28によって行っても良いし、めっき電流
を積算値から判断して行っても良い。また場合によって
は、めっき槽29の濃度センサー31によって濃度を検
出し、濃度Cが一定値以下になった場合にはアラームを
発して中断するようにしても良い。
As a result of performing the above operations, the plating current I
When (= I O) flows, the metal amount corresponding to the plating current is removed from the plating solution, subjected to computation by the value calculated (step 115) every moment fuzzy control unit 28 the condition, plating The temperature T of the plating bath and the pulse ON time τ ON are controlled so that the current is an optimum value. Thereby, stable plating can be always performed. When plating is performed by repeating the above steps, the concentration of the plating solution becomes low, and even if the temperature of the plating solution is increased, appropriate plating cannot be performed. In this case, the work is interrupted and the plating solution is replaced. This interruption may be performed by the fuzzy control unit 28 or may be performed by judging the plating current from the integrated value. Further, in some cases, the concentration may be detected by the concentration sensor 31 of the plating tank 29, and when the concentration C becomes equal to or less than a predetermined value, an alarm may be issued and the operation may be interrupted.

【0018】続いて、前記ファジィ制御部28によって
行われているファジィ制御の一例について説明する。実
際にめっき使用する条件で、予め実験によって良品域を
測定しておき、めっき液の温度T、めっき液の濃度C、
パルスオン時間τONによって、一次関数を作り、例え
ば、良品域の上限と下限との間にある4ポイントについ
て求め、その連立方程式を解いてその係数を求め、近似
実験式を求める。前記実験式を基にして前記温度T、濃
度C、パルスオン時間τONをファジィ変数として、これ
らをファジィラベルによって表し、これらを集合の要素
と適合度の関係を式で表し、表1に示すように、ルール
となる8つの近似式を作る。
Next, an example of fuzzy control performed by the fuzzy control unit 28 will be described. The non-defective area is measured in advance by experiments under the conditions of actually using the plating, and the temperature T of the plating solution, the concentration C of the plating solution,
A linear function is created by the pulse-on time τ ON , for example, four points between the upper limit and the lower limit of the non-defective area are obtained, the simultaneous equations are solved to obtain the coefficients, and the approximate experimental equation is obtained. Based on the empirical formula, the temperature T, the concentration C, and the pulse-on time τ ON are used as fuzzy variables, and these are represented by fuzzy labels. Next, eight approximate expressions to be rules are created.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】この作った式が実測に当てはまらない場合
には、式に適当に重みを付けて新しい式を作る。入力に
あっては、各ルールの前件部の重みの最小値をとり、後
件部の各式の値に掛算をする。そして、8つのルールの
後件部の値の和を前件部の重みの和で割り推論値とす
る。例えば、温度T=55℃、濃度C=65g/l、τ
ON=4msが入力されたとすると、この時の温度、濃度
及びパルスオン時間のメンバーシップ関数は、図3に示
す通りであり、図3と表1から、表2に示すような式が
得られ、該式から電流密度は数1の通りとなる。
If this formula does not apply to the actual measurement, a new formula is created by appropriately weighting the formula. At the time of input, the minimum value of the weight of the antecedent part of each rule is taken, and the value of each expression of the consequent part is multiplied. Then, the sum of the values of the consequent parts of the eight rules is divided by the sum of the weights of the antecedent parts to obtain an inference value. For example, temperature T = 55 ° C., concentration C = 65 g / l, τ
Assuming that ON = 4 ms is input, the membership functions of temperature, concentration, and pulse-on time at this time are as shown in FIG. 3, and from FIG. 3 and Table 1, an equation as shown in Table 2 is obtained. From this equation, the current density is as shown in Equation 1.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】このようにして、ファジィ制御部28で推
論電流値I0 を演算し、該推論電流値I0 と前記必要電
流値Iとをステップ105、107、108で比較判断
して、異なる場合には、まずパルスオン時間τONを変化
させ、それでも推論電流値I0 がI近傍の所定範囲に入
らない場合には温度を変化させて、めっき条件を自動的
に算出する。
In this manner, the inferred current value I 0 is calculated by the fuzzy control unit 28, and the inferred current value I 0 and the required current value I are compared and determined in steps 105, 107, and 108, and First, the pulse on time τ ON is changed, and if the inferred current value I 0 still does not fall within a predetermined range near I, the temperature is changed to automatically calculate the plating condition.

【0024】前記実施例においては、ファジィ制御部を
電源装置本体に内蔵しているが、ファジィ制御部を外付
けし、その演算の出力値を通信回線を用いて前記表示設
定部に入力することも可能である。
In the above embodiment, the fuzzy control unit is built in the power supply unit. However, the fuzzy control unit is externally connected, and the output value of the calculation is input to the display setting unit using a communication line. Is also possible.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1〜9記載の電気めっき用の電源
装置は以上の説明からも明らかなように、作業者が持つ
経験的な知識を生かしてめっき条件を決定するノウ・ハ
ウをファジィ推論ル−ルの知識として持たしているか
ら、作業者が行うと同様にいろいろな多元的な情報や要
素を加味したうえで最適めっき条件を得ることができ、
きめ細かいめっき電流の出力制御が実現できる。そし
て、多数の検出センサ−や手動入力による多元的な情報
を用いることによって各種の情報を考慮した最適条件を
決定できるから、作業者の経験的知識が生かされリアル
タイムのめっき制御システムの設計の範囲が拡大する。
As is apparent from the above description, the power supply apparatus for electroplating according to the first to ninth aspects has a fuzzy know-how for determining plating conditions by utilizing empirical knowledge possessed by an operator. Since it has knowledge of the inference rules, it is possible to obtain the optimal plating conditions by taking into account various multi-dimensional information and elements in the same way as the operator does.
Fine output control of plating current can be realized. And, by using multiple detection sensors and multiple information by manual input, it is possible to determine the optimum condition in consideration of various information, and therefore, the empirical knowledge of the operator is utilized and the design range of the real-time plating control system can be determined. Expands.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る電気めっき用の電源装
置の主要部の動作状況を示すフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart showing an operation state of a main part of a power supply device for electroplating according to an embodiment of the present invention.

【図2】同電気めっき用の電源装置の概略ブロック図で
ある。
FIG. 2 is a schematic block diagram of the power supply device for electroplating.

【図3】メンバーシップ関数のグラフである。FIG. 3 is a graph of a membership function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電気めっき用の電源装置 11 出力部 12 出力制御部 13 表示設定部 14 AD変換器 15 インターフェイス回路 16 CPU 17 ROM 18 RAM 19 デュアルポートRAM 20 CPU 21 DA変換器 22 アンプ 23 ROM 24 RAM 25 操作パネル 26 インターフェイス回路 27 RS422A端子 28 ファジィ制御部 29 めっき槽 30 温度調節器 31 濃度センサー 32 AD変換器 Reference Signs List 10 Power supply device for electroplating 11 Output unit 12 Output control unit 13 Display setting unit 14 AD converter 15 Interface circuit 16 CPU 17 ROM 18 RAM 19 Dual port RAM 20 CPU 21 DA converter 22 Amplifier 23 ROM 24 RAM 25 Operation panel 26 Interface circuit 27 RS422A terminal 28 Fuzzy control unit 29 Plating tank 30 Temperature controller 31 Concentration sensor 32 AD converter

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電解条件のデーターを表示・書き込みす
る設定手段と、それに基づく出力値を計算する演算処理
手段を備えた表示設定部と、前記演算処理された条件値
で、直流またはパルス等の電流、電圧の設定値を出力す
る出力部を制御する出力制御部とを有し、しかも前記表
示設定部には、外部装置からデーターの呼出、移送、そ
して出力制御を行う通信手段とを具備し、製品の素地上
に防錆、導電性、耐熱性等の機能を有する金属皮膜を形
成する電気めっき用の電源装置であって、 めっき液の状態値を入力値としてファジィ推論を行い、
前記ファジィ変数の推論値を演算出力する演算部を含
み、該演算部によって出力される推論値とめっき条件に
よって算定される設定値とを比較し、該設定値と前記推
論値とが一致するまで補正値を推論値に加減するファジ
ィフィードバックを繰り返して最適制御値を推論するフ
ァジィ推論を行うファジィ制御プログラムを具備し、 前記ファジィ制御の演算は前記表示設定部のCPUにて
行い、最適制御値を前記出力制御部に入力してめっき条
件の出力制御を行うことを特徴とする電気めっき用の電
源装置。
1. A setting unit for displaying and writing electrolysis condition data, a display setting unit having an arithmetic processing unit for calculating an output value based on the electrolysis condition data, An output control unit that controls an output unit that outputs set values of current and voltage; and the display setting unit includes a communication unit that performs calling, transfer, and output control of data from an external device. A power supply device for electroplating, which forms a metal film having functions such as rust prevention, conductivity, heat resistance, etc. on the substrate of a product, and performs fuzzy inference using the state value of the plating solution as an input value.
An arithmetic unit for calculating and outputting an inference value of the fuzzy variable; comparing the inference value output by the arithmetic unit with a set value calculated based on a plating condition; and until the set value matches the inference value. A fuzzy control program for performing fuzzy inference for inferring an optimal control value by repeating fuzzy feedback for adding and subtracting a correction value to and from an inferred value, wherein the calculation of the fuzzy control is performed by the CPU of the display setting unit, and the optimal control value is calculated. A power supply device for electroplating, wherein the power supply device controls the output of a plating condition by inputting to the output control unit.
【請求項2】 前記ファジィ制御部の出力値は、前記表
示設定部に通信手段を介して入力されている請求項1記
載の電気めっき用の電源装置。
2. The power supply device for electroplating according to claim 1, wherein an output value of said fuzzy control unit is input to said display setting unit via a communication unit.
【請求項3】 前記めっき液の状態値のファジィ変数
は、濃度C、温度T、電流I、パルス周期τ及びパルス
オン時間τONであることを特徴とする請求項1、2記載
の電気めっき用の電源装置。
3. The electroplating method according to claim 1, wherein the fuzzy variables of the state value of the plating solution are a concentration C, a temperature T, a current I, a pulse period τ, and a pulse on time τ ON . Power supply.
【請求項4】 前記濃度の状態値Cは、めっき液の初期
濃度をC0 、パルスオン時間によって析出するめっき重
量をWON、前記めっき槽の容積をCaとすると、 C=C0 −WON/Ca で表現されることを特徴とする請求項3記載の電気めっ
き用の電源装置。
4. The condition value C of the concentration is as follows: C = C 0 −W ON , where C 0 is the initial concentration of the plating solution, W ON is the weight of plating deposited by the pulse-on time, and Ca is the volume of the plating tank. The power supply device for electroplating according to claim 3, wherein the power supply device is expressed by / Ca.
【請求項5】 前記後件部の式は、濃度をC、温度を
T、パルスオン時間をτON、パルス周期τとして、
1 、K2 、K3 を定数とすると、 I0 =K1 ・C+K2 ・T+K3 ・1/(τON/τ)+
4 で表現される電流値の近似式であることを特徴とする請
求項1〜4記載の電気めっき用の電源装置。
5. The equation of the consequent part is as follows: concentration is C, temperature is T, pulse on time is τ ON , and pulse period τ
Assuming that K 1 , K 2 , and K 3 are constants, I 0 = K 1 · C + K 2 · T + K 3 · 1 / (τ ON / τ) +
Power device for electroplating of the preceding claims, wherein the at K 4 is an approximate expression of the current value represented.
【請求項6】 前記設定値は、操作者が手動入力したパ
ルス周期(τ)、めっき時間(t0 )、めっき面積
(S)及びめっき厚(d)の情報より演算算出したパル
ス当たりの析出量に相当する電流値(I)であることを
特徴とする請求項1〜4記載の電気めっき用の電源装
置。
6. The deposition value per pulse calculated from information of a pulse period (τ), a plating time (t 0 ), a plating area (S) and a plating thickness (d) manually input by an operator. 5. The power supply device for electroplating according to claim 1, wherein the current value is a current value (I) corresponding to the amount.
【請求項7】 ファジィ推論ルールに入力されるめっき
液の状態値には、めっき液の状態検出値の他、操作者の
手動入力値の情報も含むことを特徴とする請求項1〜6
記載の電気めっき用の電源装置。
7. The plating solution state value inputted to the fuzzy inference rule includes information on an operator's manual input value in addition to the plating solution state detection value.
A power supply for electroplating according to the above.
【請求項8】 めっき槽にはめっき液注入バルブを備
え、めっき液の濃度が低くなると前記めっき液注入バル
ブを操作してめっき液の濃度が所定範囲を保つようにな
っている請求項1〜7記載の電気めっき用の電源装置。
8. The plating tank is provided with a plating solution injection valve, and when the concentration of the plating solution becomes low, the plating solution injection valve is operated to keep the concentration of the plating solution within a predetermined range. 7. The power supply device for electroplating according to 7.
【請求項9】 めっき液注入バルブの操作はファジィ制
御プログラムによって補正されるパルスオン時間τON
その最大値τON H より大きくなった場合である請求項8
記載の電気めっき用の電源装置。
9. The operation of the plating solution injection valve is performed when the pulse-on time τ ON corrected by the fuzzy control program becomes longer than its maximum value τ ON H.
A power supply for electroplating according to the above.
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DE19707981A1 (en) * 1997-02-27 1998-09-03 Siemens Ag Method and device for coating a metal strip
KR100478002B1 (en) * 2002-05-30 2005-03-23 김용욱 Plating power supply apparatus for selecting power according to size of wafer
FI20031733A0 (en) 2003-11-27 2003-11-27 Outokumpu Oy Method for determining the state index of a copper electrolysis
JP4940008B2 (en) * 2007-04-25 2012-05-30 株式会社東芝 Plating film forming apparatus and film forming control method
CN102864484A (en) * 2012-09-05 2013-01-09 无锡惠嵘环保科技有限公司 Digital automatic control device and method for electroplating

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