JP2788891B2

JP2788891B2 - 基板処理装置及び処理液中の金属イオン濃度の制御方法

Info

Publication number: JP2788891B2
Application number: JP8041390A
Authority: JP
Inventors: 利秀伊藤
Original assignee: TOYAMA NIPPON DENKI KK
Current assignee: TOYAMA NIPPON DENKI KK
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2016-02-28
Also published as: JPH09232731A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板処理装置及び処
理液中に溶解した被処理物の金属イオンを除去しなが
ら、処理液中の金属イオン濃度を制御する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線板のうち銅スルー
ホールプリント配線板は、半田付け用のスルーホールや
パッドなどの銅表面が、部品実装までの棚置き保管時に
腐食するのを防止するために、水溶性プリフラックスと
呼ぶ防錆膜を形成しておく。

【０００３】このプリント配線板に水溶性プリフラック
ス膜を析出させる装置の形態としては、水平コンベア−
式の搬送形態でプリント配線板を搬送しながら、水溶性
プリフラックス液がオーバーフローすることにより液レ
ベルを保った浸漬処理槽、次に、水洗スプレー槽、次
に、乾燥ブロワー槽の順で通過させる形態のものが用い
られる。

【０００４】水溶性プリフラックス液の浴組成として
は、防錆膜成分であるアルキルベンズイミダゾールを溶
質に、蟻酸や酢酸を溶媒とした水溶液が多く用いられて
いる。浴の浸漬処理条件は、温度４０℃、浸漬時間６０
秒が一般的であり、生産装置としての条件は、実用的な
装置として長さ３０００ｍｍの浸漬槽に対して、コンベ
アスピード３ｍ／分で搬送するなどの条件で浸漬処理さ
れる場合が多い。

【０００５】水溶性プリフラックス浴はｐＨ＝２〜４の
酸性であるため、銅スルーホールプリント配線板を浸漬
処理する過程で、スルーホールやランドなどの露出銅部
分から浴の液中へ銅が溶解し、浴中の銅イオン濃度が徐
々に増加する傾向にある。

【０００６】水溶性プリフラックス浴の液中に銅イオン
が存在すると、水溶性プリフラックス膜は、プリント配
線板の半田付け用のスルーホールやパッドなどの銅表面
のみならず、コネクター用の接点部などの用途に使われ
る金めっき部分にも析出してしまう。水溶性プリフラッ
クス膜は薄いが絶縁膜であるため、金めっき表面への析
出は電気的接点を得ることを困難にし、品質上の重大欠
陥となる。銅イオンはＰＰＭ単位の量でも、金めっき表
面への析出を発生させるので十分な管理が必要である。

【０００７】通常行われている水溶性プリフラックス浴
の液中の銅イオン濃度の管理方法としては、定期的に浴
から液をサンプリングして、液中の銅イオン濃度を測定
し、液中の銅イオン濃度が、一定値以上に上昇した時点
で、浴の全量を更新するか、または、浴の一部を入れ替
えて銅イオン濃度を下げる方法で、銅イオン濃度を管理
している。

【０００８】処理液中の金属イオンの除去にキレート樹
脂を用いる方法がある。例えば、無電解めっき用前処理
液に関して、キレート樹脂により金属イオンを除去する
システムが特開平４−２８８７４号公報に記載されてい
る。以下、図７を用いてこの方法を説明する。無電解め
っき用前処理液のタンク１２内の処理液１３をポンプ１
４を使用し、キレート樹脂１５を充填した塔１６に通液
する。これにより、液中の金属イオンをキレート樹脂に
吸着し除去するものである。

【０００９】また、液中の不純物を除去しながら、不純
物濃度を制御する方法としては、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金の電解着色液の液中に含まれる不純物、
特にナトリウムイオン濃度を常時一定の範囲内に抑制す
る方法が特開昭６０−６７６９３号公報に記載されてい
る。

【００１０】この方法を図８を用いて説明する。電解着
色槽１７内の着色液を脱ナトリウム装置２３に対する主
循環経路１８と、主循環系からバイパスしてＰＨ調整槽
２０に給送し、ここで着色液のＰＨ値を４．５以上に調
整して、液中のナトリウムイオン濃度をイオンメーター
２１にて測定しながら電解着色槽に戻る副循環経路１９
を有し、前記イオンメーター２１の出力信号により主循
環経路１８の電磁弁２２を開閉して、脱ナトリウム装置
２３に通液してナトリウムイオンを除去し、着色液中の
ナトリウムイオン濃度を常時一定の範囲内に抑制するも
のである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の問
題点は、処理槽の処理液中に溶解する被処理物の金属イ
オンの溶解量の変動や、金属イオンを除去する系での金
属イオン除去性能の変動に対して、調整する手段がない
ため、これらの要因の変動が大きい場合に、金属イオン
濃度の制御が困難であるという点と、金属イオンを除去
する系での金属イオン除去性能の劣化を知る手段がない
ため、性能回復のための処置を適時に取り難いことに起
因する後述の不具合がある点と、金属イオン除去性能の
劣化時にこれを補完する手段がないため、性能回復のた
めの保全に要する平均修復時間が必要であり、信頼性が
低くなるという点である。

【００１２】第一の問題点は、従来の技術では、処理液
中に溶解する被処理物の金属イオン濃度の増加率が変化
した場合に、期待した処理槽内の処理液の金属イオン濃
度の制御が困難になることである。

【００１３】この理由は、通常、処理槽内で処理される
被処理物は一様ではなく、装置の操業時間に対する金属
イオンの処理液中への溶解量は変動するので、処理槽内
の処理液中の金属イオン濃度の増加率は一定ではない。
一方、従来技術では、金属イオンを除去する経路は、常
時送液するか、イオンメーターの出力信号により送液開
始と送液停止する動作でのみ制御されているだけである
ため、金属イオンを除去する経路に通液している時の金
属イオンの除去率は一定である。したがって、単位時間
当たりの処理液中に溶解する金属イオンの量が増加した
時に、単位時間当たりの金属イオンの除去量を増加させ
るように調整する手段がないため、処理液中の金属イオ
ン濃度の所定の減少が得られなくなる。

【００１４】第二の問題点は、従来の技術では、金属イ
オンを除去する経路において、金属イオンを除去する性
能の劣化によって、所定の金属イオンの除去率が得られ
なくなった場合に、期待した処理槽内の処理液の金属イ
オン濃度の制御が困難になることである。

【００１５】その理由は、一般に、金属イオンを除去す
る経路の金属イオン除去率は一定ではなく、例えば、金
属イオンを除去する方法が、イオン交換樹脂やキレート
樹脂による金属イオンの吸着であれば、除去できる金属
イオンの積算量に限界があることである。金属イオンの
除去率は、この限界付近で急激に減少する。また、故障
やその他の要因により、金属イオンの除去率が変動する
こともある。ところが、従来技術では、金属イオンを除
去する経路の金属イオン除去率の変動が考慮されていな
い。つまり、前記の理由により、金属イオンを除去する
経路の金属イオン除去率が減少した場合に、これを補完
して一定の金属イオン除去率を確保するように調整する
手段がないので、期待した処理槽内の処理液の金属イオ
ン濃度の制御が困難になるのである。

【００１６】第三の問題点は、従来の技術では、金属イ
オンを除去する系の金属イオン除去性能を知る手段がな
いために、金属イオン濃度の制御が不能に陥ったり、金
属イオンを除去する系の信頼度が低下することである。

【００１７】その理由としては、従来技術では、イオン
メーターで液中の金属イオン濃度が測定されているだけ
で、金属イオンを除去する系の前後での測定はないため
に、金属イオンを除去する系の除去性能そのものを知る
ことができないことである。したがって、金属イオン除
去性能が劣化し続けて下限界の金属イオン除去率を下回
った時点から、金属イオン濃度の制御が全く不能に陥
る。また、予防保全は実施できず、事後保全を余儀なく
される。

【００１８】または、下限界の金属イオン除去率を下回
って制御不能になる事態を避けるために、経験的に得ら
れた一定期間での定期的な回復処置を実施するような予
防保全を行っても、操業時間に対する性能の劣化度合い
がいつも一定とは限らないため、劣化度合いが大きい場
合には、回復処置を実施するべき適切な時期を逸した結
果、金属イオン濃度の制御が全く不能に陥ることがあ
る。逆に、劣化度合いが少ない場合には、実際には十分
な性能を有しているにもかかわらず回復処置を実施する
ことになり、無駄な労力と費用を負担することにもなる
し、回復処置としての保全の頻度が増加して、平均修復
時間が長くなるとともに平均故障間隔が短くなり、金属
イオンを除去する系の信頼度が低下することになる。

【００１９】第四の問題点は、従来技術では、金属イオ
ンを除去する系が冗長系でないため、金属イオン除去性
能の回復処置のための保全時には、装置全体がダウンす
るために、アベイラビリティが小さく、信頼性が低いと
いえる。

【００２０】その理由としては、従来技術では金属イオ
ンを除去する系が一系統しかなく、他に金属イオンを除
去する働きを補完する手段がないからである。このた
め、金属イオンを除去する系が劣化して、下限界の金属
イオン除去率を下回った場合において、その系の金属イ
オン濃度の制御を回復するための保全に要する修復の
間、金属イオン濃度を制御できないので、必ず、装置全
体の操業をも停止しなければならない。したがって、金
属イオンを除去する系の性能回復のための保全による修
復時間発生が避けられず、装置全体としてのアベイラビ
リティが小さくなり、信頼性が低くなるといえる。

【００２１】本発明の目的は、前述の従来技術の課題を
解決し、処理槽の処理液中に溶解する被処理物からの金
属の溶解量の変動や、金属イオンを除去する系での金属
イオンの除去性能の変動があった場合でも処理液中の金
属イオン濃度を一定値に保つことのできる高い信頼性を
有する基板処理装置及び処理中の金属イオン濃度の制御
方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１の発明の基板処理装
置は、処理液を入れる処理槽と、この処理槽中の処理液
を自動分析装置に送る為の第１のポンプを有する主循環
経路と、前記処理液中の金属イオンを除去する為のキレ
ート樹脂塔と、前記処理槽中の前記処理液を前記キレー
ト樹脂塔に送る為の第２のポンプを有する副循環経路
と、前記自動分析装置からの信号により前記第２のポン
プを制御し、処理液の送水量を増減させるコントローラ
ーとを含むことを特徴とするものである。

【００２３】第２の発明の処理液中の金属イオン濃度の
制御方法は、処理槽内の処理液を主循環経路を介して分
析装置に送り処理液中の金属イオン濃度を測定し、この
分析装置の出力に対応させてポンプを制御し、金属イオ
ンを除去するキレート樹脂塔に前記処理液を送る副循環
経路の処理液の流量を自動的に調整することを特徴とす
るものである。

【００２４】

【作用】本発明の基板処理装置を用いる処理液中の金属
イオン濃度の制御方法では、処理槽内の処理液の金属イ
オン濃度を第１の自動分析装置で測定することにより、
自動分析装置の出力信号の時間当たりの変化から、処理
槽内の処理液の金属イオン濃度の変化率を知ることがで
きる。処理槽内の処理液の金属イオン濃度が増加したり
減少する場合には、これに対応させて、金属イオンを除
去する副循環経路の流量を増加させたり減少させたりし
て、時間当たりの金属イオン除去量を調整することによ
り、処理槽内の処理液の金属イオン濃度を一定値に保つ
ことができる。

【００２５】これに加えて、金属イオンを除去する副循
環経路で、金属イオン除去後の処理液の金属イオン濃度
を第２の自動分析装置で測定することにより、第２の自
動分析装置の出力信号と第１の自動分析装置の出力信号
の比から、金属イオンを除去する経路の金属イオン除去
率を知ることができる。このため、下限界の金属イオン
除去率に達した時点で、金属イオン除去系の回復処置を
最適な時期に講ずることができる。

【００２６】さらに、副循環経路を二系統以上有するこ
とにより、一方の副循環経路で時間当たりの金属イオン
除去率が低下した場合、副循環経路全体でのイオン除去
量も減少するが、イオン除去率低下の程度に応じて、他
方の副循環経路において流量を増加させて、補完し合う
ことにより、副循環経路全体としての金属イオン除去量
の総和を常に安定に保つことができる。また、一方の副
循環経路の金属イオン除去率が下限界に達しても、他方
の副循環経路が補完して、副循環経路全体での所定の金
属イオン除去量を確保しているため、回復処置のために
一方の副循環経路を停止しても、装置の操業を続けられ
るため信頼性は高いものとなる。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を説明す
る為の基板処理装置の構成図である。

【００２８】図１を参照すると基板処理装置は、処理液
２を入れる処理槽１と、この処理槽１の処理液２を自動
分析装置９に送る為のポンプ３を有する主循環経路４
と、処理液２中の金属イオンを除去する為のキレート樹
脂６が充填されたキレート樹脂塔７と、処理液２をこの
樹脂塔７へ送る為のポンプ３Ａを有する副循環経路５
と、自動分析装置９からの信号によりポンプ３Ａを制御
するコントローラー８とから主に構成されている。次に
処理液２として水溶性プリフラックス液、金属イオンと
して銅イオンを除去しその濃度を制御する場合について
説明する。

【００２９】処理液２の循環は、主循環経路４と副循環
経路５から構成され、主循環経路４における処理液２の
循環は、ポンプ３を用いて、処理槽１から自動分析装置
９で銅イオン濃度を測定しながら通過し処理槽１に戻
る。副循環経路５における液循環は、ポンプ３Ａを用い
て、処理槽１からキレート樹脂塔７で銅イオンを除去さ
れて通過し、処理槽１に戻る。自動分析装置９の出力信
号Ｓは、コントローラー８に送られ、コントローラー８
はポンプ３Ａを制御して、出力信号Ｓの変動が正では銅
イオンを除去する副循環経路の流量Ｑを増加させ、負で
は減少させる。

【００３０】プリント配線板を浸漬する処理槽１には、
処理液２として水溶性プリフラックス液（株式会社タム
ラ製作所製、商品名、ソルダーライトＷＰＦ−２０６）
１２００ｌが建浴されている。主循環経路４では、ポン
プ３を用いて処理槽１の水溶性プリフラックス液を２０
０〜２５０ｌ／分の流量で取り出し、自動分析装置９を
用いて液中の銅イオン濃度を測定しながら、処理槽１に
送液している。主循環経路はキレート樹脂塔を有する副
循環経路から独立しており、副循環経路の流量条件に左
右されることなく、製品の浸漬処理に要する大量で一定
の流量を常時循環することができる。また、このため処
理槽１全体は攪拌されて液中の銅イオン濃度は均一に保
たれている。処理槽１では、プリント配線板が連続的に
コンベアーで搬送されて、液に浸漬されることで、はん
だ付け用スルーホールやパッド部等に水溶性プリフラッ
クス膜を析出する工程が行われる。この工程では同時
に、液が酸性であるがゆえに、プリント配線板からは銅
が溶解して、液中の銅イオンが増加する。

【００３１】また、自動分析装置９としては、希釈部お
よびサンプリング部（株式会社日立製作所製、商品名、
オートサンプラーＡＳ−３０００型）と分析部および出
力部（株式会社日立製作所製、商品名、原子吸光分析装
置Ｚ−８２００型）から構成されるものを用い、測定し
た銅イオン濃度は、出力信号Ｓとしてコントローラー８
に出力される。

【００３２】一方、副循環経路５では、ポンプ３Ａを用
いて、処理槽１の水溶性プリフラックス液をＱｌ／分
（１０≦Ｑ≦２５）の流量で、キレート樹脂塔７に送液
する。高さ２５０ｍｍ、内径７５ｍｍのキレート樹脂塔
７には、キレート樹脂６（ユニチカ株式会社製、商品
名、ＵＲ−４０Ｈ型）１０００ｃｍ³を、あらかじめ水
溶性プリフラックス液に２４時間浸漬する前処理を行っ
て、充填してある。プリフラックス液は、キレート樹脂
塔７で銅イオンが除去されて、処理槽１に戻される。

【００３３】図２は、副循環経路の流量とキレート樹脂
塔の銅イオン除去性能の関係を表す図である。処理槽の
液中の銅イオン濃度が約８ｍｇ／ｌの初期条件の時に、
副循環経路に一定流量で連続液循環させて、液中の銅イ
オンを除去し、自動分析装置９で測定した処理槽内の液
中の銅イオン濃度を縦軸に、そして副循環経路の循環時
間を横軸に取ってプロットしたものである。副循環経路
の流量１０〜２５ｌ／分の範囲において、流量を増加さ
せると単位時間当たりの液中の銅イオン濃度の減少割合
が大きくなり、流量を減少させると銅イオン濃度の減少
割合が小さくなる関係がある。銅イオン除去性能、つま
り、単位時間当たりの銅イオン除去量としては、流量を
１０ｌ／分から２５ｌ／分に増加させることで、約２．
５倍の性能が得られる。

【００３４】図３は、副循環経路の流量を制御するアル
ゴリズムを図示したフローチャートである。図３におい
て、Ｑ₀は装置を始動する時の流量Ｑの初期値を表して
いる。添字ｉ、ｊはコントローラーが自動分析装置から
の出力信号を一定時間間隔で読み取る順序に対応して、
始動時をｉ＝０、それ以降をｉ＝１，２，…，ｎとし
て、各記号に添えたものである。また、ｊ＝ｉ−１であ
る。

【００３５】処理槽の銅イオン濃度は、自動分析装置９
で測定され、出力信号Ｓとして得られる。出力信号Ｓの
変化Ｓ_i−Ｓ_jが正の時、コントローラー８を介して、
副循環経路のポンプ３Ａの流量Ｑを（１＋ｋ）倍に増加
させるように調整することにより、キレート樹脂塔で除
去する銅イオン量を増加させる。また逆に、出力信号Ｓ
の変化Ｓ_i−Ｓ_jが負の時、副循環経路のポンプの流量
Ｑを（１−ｋ）倍に減少さるように調整することによ
り、除去する銅イオン量を減少させる。この制御を繰り
返しながら操業して、処理槽１内の液中の銅イオン濃度
を狭い範囲で制御することが可能となる。

【００３６】つまり、従来技術では、単位時間当たりの
プリント配線板から溶出する銅イオン量は一定ではな
く、また、副循環経路のキレート樹脂塔の銅イオン除去
性能も劣化するという、銅イオン濃度のばらつき要因に
よる変動が大きかったが、本実施の形態で述べたよう
に、単位時間当たりの溶出する銅イオン量と除去する銅
イオン量の差として現れる処理槽内の銅イオン濃度変化
を検出して、副循環経路の流量を調整し、単位時間当た
りの除去する銅イオン量を変化させる制御を実施するこ
とにより、前記銅イオン濃度制御のばらつき要因による
変動を極めて小さくすることが可能となる。

【００３７】図４は本発明の第２の実施の形態を説明す
る為の基板処理装置の構成図であり、図１に示した第１
の実施の形態と異なることは副循環経路を二系統設け、
更にこの経路に自動分析装置を設けたことである。

【００３８】図４を参照すると基板処理装置は、処理槽
１と主循環経路４とコントローラー８Ａの他に、二系統
の副循環経路５Ａ，５Ｂを有し、さらに、各々の副循環
経路のキレート樹脂塔７Ａ，７Ｂの後に自動分析装置９
Ａ，９Ｂを有するものである。各副循環経路のキレート
樹脂塔７Ａ，７Ｂには同一量のキレート樹脂６Ａ，６Ｂ
を充填し、初期状態では等しい銅イオン除去性能を有す
ることが望ましい。

【００３９】副循環経路では、処理槽１の水溶性プリフ
ラックス液２を、ポンプ３Ａ，３Ｂを用いて、副循環経
路５Ａ，５Ｂの各々にＱ₁、Ｑ₂ｌ／分の流量で、キレ
ート樹脂塔７Ａ，７Ｂに送液して、液中の銅イオンを除
去して処理槽１に戻している。各キレート樹脂塔の下流
では、自動分析装置９Ａ，９Ｂを用いて銅イオン除去後
の液中の銅イオン濃度を測定し、これら自動分析装置の
出力信号はＳ₁、Ｓ₂としてコントローラー８Ａに出力
している。コントローラー８Ａは出力信号Ｓ₁、Ｓ₂と
自動分析装置９からの出力信号Ｓから、各副循環経路の
銅イオン除去率を算出し、二系統の副循環経路のイオン
除去量の総和が一定値になるように、ポンプ３Ａ，３Ｂ
を制御して、流量Ｑ₁、Ｑ₂を独立に調整する。もちろ
ん、第１の実施の形態の制御方法における副循環経路の
流量Ｑの調整は、第２の実施の形態における制御の方法
においても二系統の流量の総和Ｑ＝Ｑ₁＋Ｑ₂の調整と
して行われる。

【００４０】図５は、これら副循環経路の流量を制御す
るアルゴリズムを図示したフローチャートである。図５
において、Ｑ₀は装置を始動する時の副循環経路の流量
Ｑの初期値、ｒ₀は副循環経路の銅イオン除去率ｒの初
期値を表している。添字ｉ、ｊはコントローラー８Ａが
自動分析装置からの出力信号を一定時間間隔で読み取る
順序に対応して、始動時をｉ＝０、それ以降ｉ＝１，
２，…，ｎとして、各信号に添えたものである。また、
ｊ＝ｉ−１である。

【００４１】次に具体的な銅イオン濃度の制御方法を図
４を用いて説明する。副循環経路では、処理槽１の水溶
性プリフラックス液２を、ポンプ３Ａ，３Ｂを用いて、
副循環経路５Ａ，５Ｂの各々にＱ₁，Ｑ₂ｌ／分（５≦
Ｑ₁≦１２．５≦Ｑ₂≦１２．５）の流量でキレート樹
脂塔７Ａ，７Ｂに送液し、液中の銅イオンを除去して処
理槽１に戻している。各キレート樹脂塔の下流では、自
動分析装置９Ａ，９Ｂを用いて、銅イオン除去後の液中
の銅イオン濃度を測定し、これら自動分析装置の出力信
号はＳ₁、Ｓ₂としてコントローラー８Ａに出力されて
いる。キレート樹脂塔７Ａ、７Ｂの銅イオン吸着性能
は、吸着して蓄積した銅イオン量やその他の要因により
劣化する。このように劣化したキレート樹脂塔の銅イオ
ン吸着性能は、コントローラー８Ａにおいて出力信号Ｓ
に対する出力信号の差（Ｓ−Ｓ₁）の比ｒ₁＝（Ｓ−Ｓ
₁）／Ｓ、また、出力信号Ｓに対する出力信号の差（Ｓ
−Ｓ₂）の比ｒ₂＝（Ｓ−Ｓ₂）／Ｓを、各副循環経路
の銅イオン除去率として計算する。どちらか一方か両方
の副循環経路の銅イオン除去率が低下しても、所定の銅
イオン量の除去が実行されるように、コントローラー８
Ａはポンプ３Ａ，３Ｂを制御して、副循環経路５Ａ、５
Ｂの各々の流量Ｑ₁、Ｑ₂を独立に調整する。例えば、
副循環経路５Ａの銅イオン除去率が低下して、初期の銅
イオン除去率ｒ₀を下回るｒ₁となった時には、副循環
経路５Ｂ側の流量を毎分Ｑ₂リッターから増加させて、
［Ｑ₂＋Ｑ₂（ｒ₀−ｒ₁）］ｌ／分とする調整を行
う。このような調整を繰り返し行うことにより、二系統
の副循環経路で除去される銅イオン量の総和はほとんど
変化しない。

【００４２】さらに、第１の実施の形態と同様に、出力
信号Ｓの変化が正の時、コントローラー８Ａを介して、
ポンプ３Ａ、３Ｂを制御し、二系統の副循環経路の流量
の総和Ｑ＝Ｑ₁＋Ｑ₂を増加させることにより、除去す
る銅イオン量を増加させ、また逆に、出力信号Ｓの変化
が負の時。流量Ｑ＝Ｑ₁＋Ｑ₂を減少させることによ
り、除去する銅イオン量を減少させる。

【００４３】このように、本第２の実施の形態では、第
１の実施の形態の制御に加えて、各副循環経路に自動分
析装置を設けることで副循環経路のキレート樹脂の銅イ
オン除去性能の劣化を直接知ることがでることと、二系
統の副循環経路の銅イオン除去性能劣化を互いに補完さ
せる制御を追加することで、次の効果が得られる。

【００４４】第一に、副循環経路のキレート樹脂の銅イ
オン除去性能の劣化を直接知ることができるため、キレ
ート樹脂の更新時期を適切に判断できる。図２から明ら
かなように、副循環経路の条件が、キレート樹脂量１０
００ｃｍ³、流量１０ｌ／分の初期条件に対して、流量
を２５ｌ／分まで増加すると、銅イオン除去性能を２．
５倍に向上させることが期待できる。言い換えると、副
循環経路が一系統の場合には、銅イオン除去率が１００
％〜４０％が調整可能な範囲であり、銅イオン除去率が
４０％まで劣化した時点が更新時期である。これに対し
て、副循環経路を二系統に分割した場合では、各々の系
統のキレート樹脂５００ｃｍ³、流量５ｌ／分の初期条
件に対して、調整可能な範囲の銅イオン除去率の下限界
は、一方の副循環経路が０％の場合、他方が８０％であ
り、この時点が更新時期である。第１の実施の形態で
は、銅イオン除去率を回復させるためのキレート樹脂の
更新は、キレート樹脂の劣化を直接知る手段がないた
め、事後保全するか、操業実績から経験的に割り出した
定期的な予防保全を余儀なくされる。この結果、実際の
キレート樹脂性能と予測したキレート樹脂性能の間に差
が生じ、適切な更新時期を逸してしまったり、実際の劣
化が少ないにもかかわらず更新するという問題がある
が、本第２の実施の形態ではキレート樹脂性能が下限界
に達した、最適な時期での更新による予防保全が可能と
なる。

【００４５】第二に、副循環経路を二系統に分割するこ
とで、一方の副循環経路の銅イオン除去率が下限界に達
した場合でも、上記に述べた制御により他方の副循環経
路の流量を増加して、副循環全体では所定の銅イオン除
去量を確保できるため、処理装置の操業を継続しなが
ら、劣化側の副循環経路のキレート樹脂の更新を実施す
ることができる。具体的には各副循環経路において、キ
レート樹脂５００ｃｍ³、流量５ｌ／分の初期条件に対
して、一方の副循環経路の銅イオン除去率が０％となっ
た場合でも、他方の副循環経路が８０％以上維持してい
れば、他方の副循環経路の流量を１２．５ｌ／分まで増
加させるように制御されて、副循環経路全体では所定の
銅イオン除去量が確保できるようになる。このため、処
理装置の操業を停止することなく、劣化側の副循環経路
のみを停止して、キレート樹脂を更新することが可能で
ある。装置操業時間に対して、キレート樹脂更新に伴う
修復時間が皆無であり、高いアベイラビリティを実現で
きるので、信頼性が高い処理装置及び金属イオン濃度の
制御方法を得ることができる。

【００４６】上記各実施の形態では、プリント配線板製
造工程における水溶性プリフラックス浴の銅イオン濃度
の制御へ応用した例について述べたが、同様に次のよう
な用途への適用も可能である。

【００４７】例えば、プリント配線板製造工程における
無電解ニッケルめっき工程のパラジウム触媒化浴中の銅
イオン濃度の制御に適用できる。パラジウム触媒化浴で
は、ニッケルめっきの前処理として、プリント配線板を
浸漬処理して、めっき下地となる銅表面にパラジウムを
置換析出させ触媒活用化させる。一方、プリント配線板
の浸漬処理に伴い浴中の銅イオン濃度が増加するが、銅
イオン濃度が増加すると、パラジウムの置換析出速度が
遅くなるため、触媒活用化できなくなるという問題点が
ある。このようなパラジウム触媒化浴中の銅イオン濃度
の制御を、本発明の装置及び方法により実施することが
可能である。

【００４８】また、例えば、プリント配線板製造工程に
おける酸洗浄液中の銅イオン濃度制御にも適用できる。
プリント配線板製造工程においては、放置や熱処理によ
り銅表面に形成された酸化銅等を除去するために酸洗浄
が多く用いられる。プリント配線板の露出導体が銅のみ
ではなく、部分的に部品実装時の予備はんだに用いる用
途のはんだコーティングが施されている場合では、はん
だの溶解を抑えるために、前記酸洗浄液としてｐＨが
２．０前後の弱酸の水溶液が使用される。プリント配線
板をこの液に浸漬処理することで、酸化銅等は液中にイ
オン化されて溶解して銅表面は洗浄化される。一方、液
中の銅イオン濃度は増加する。液中に銅イオンが存在し
た場合、はんだ部分では異なる金属であるすず、鉛が溶
解するとともに、貴なる金属である銅がはんだ上に析出
してしまう。銅を含有するはんだは融点が高くなるた
め、はんだプリコーティング部のはんだ付け性が劣化す
るという問題点がある。このような酸洗浄液中の銅イオ
ン濃度の制御を、本発明の方法により実施することが可
能である。

【００４９】尚、上記各実施の形態においては、基板を
浸漬する処理槽が１個の場合について説明したが、図６
に示すように処理槽を基板を浸漬させる浸漬槽１Ａと浸
漬槽１Ａからあふれた処理液２を貯める貯液槽１Ｂとに
分け、貯液槽１Ｂの処理液をキレート樹脂塔に送って金
属イオン濃度を制御してもよい。この場合、処理基板か
ら溶解する金属イオンの多くは、あふれ出る処理液２中
に多く含まれる為、浸漬槽１Ａ中の金属イオン濃度はよ
り制御されたものとなる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した様に本発明は、処理槽に金
属イオンを分析する自動分析装置を有する主循環経路
と、金属イオンを除去するキレート樹脂塔を有する副循
環経路を設けることにより、処理槽内の処理液中の金属
イオン濃度の変動を検出することと、この変動に対応し
て副循環経路の流量を調整して、金属イオンの除去量を
変化させる調整機能を有することにより、被処理基板か
ら溶出する金属イオン量の変動と各副循環経路における
キレート樹脂の金属イオン除去性能の変動に由来する処
理槽の液中の金属イオン濃度の変動を相殺して、処理液
中の金属イオン濃度を一定値に保つように制御できると
いう効果がある。

【００５１】また、副循環経路を二系統以上に分割し、
各副循環経路でのキレート樹脂塔通液後の金属イオン濃
度を検出することにより、各副循環経路での金属イオン
除去性能の劣化を算出し、この劣化に対応して二系統あ
る副循環経路の流量を独立に調整して、金属イオン除去
量を維持できる為、劣化したキレート樹脂の更新を最適
な時期に実施でき、しかもキレート樹脂更新のために装
置の操業を停止する必要がないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する為の基板
処理装置の構成図。

【図２】副循環経路の流量と銅イオン除去性能の関係を
示す図。

【図３】第１の実施の形態における制御アルゴリズムを
図示したフローチャート。

【図４】本発明の第２の実施の形態を説明する為の基板
処理装置の構成図。

【図５】第２の実施の形態における制御アルゴリズムを
図示したフローチャート。

【図６】処理槽を２槽に分けた場合の構成図。

【図７】従来の処理装置の構成図。

【図８】従来の他の処理装置の構成図。

【符号の説明】

１処理槽１Ａ浸漬槽１Ｂ貯液槽３，３Ａ，３Ｂポンプ４主循環経路５，５Ａ，５Ｂ副循環経路６，６Ａ，６Ｂキレート樹脂７，７Ａ，７Ｂキレート樹脂塔８，８Ａコントローラー９，９Ａ，９Ｂ自動分析装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 3/26 H05K 3/18 H05K 3/28 C02F 1/42 C23C 18/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理液を入れる処理槽と、この処理槽中
の処理液を自動分析装置に送る為の第１のポンプを有す
る主循環経路と、前記処理液中の金属イオンを除去する
為のキレート樹脂塔と、前記処理槽中の前記処理液を前
記キレート樹脂塔に送る為の第２のポンプを有する副循
環経路と、前記自動分析装置からの信号により前記第２
のポンプを制御し、処理液の送水量を増減させるコント
ローラーとを含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】複数のキレート樹脂塔と複数の副循環経
路が設けられている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】処理槽内の処理液を主循環経路を介して
分析装置に送り処理液中の金属イオン濃度を測定し、こ
の分析装置の出力に対応させてポンプを制御し、金属イ
オンを除去するキレート樹脂塔に前記処理液を送る副循
環経路の処理液の流量を自動的に調整することを特徴と
する処理液中の金属イオン濃度の制御方法。