JP2945633B2 - エッチング制御装置および本装置に用いる電極 - Google Patents
エッチング制御装置および本装置に用いる電極Info
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- JP2945633B2 JP2945633B2 JP31343796A JP31343796A JP2945633B2 JP 2945633 B2 JP2945633 B2 JP 2945633B2 JP 31343796 A JP31343796 A JP 31343796A JP 31343796 A JP31343796 A JP 31343796A JP 2945633 B2 JP2945633 B2 JP 2945633B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、パターンレジストさ
れたプリント基板等をエッチングするエッチング液の組
成を検出し、エッチング液に対する成分の補給の制御を
行うエッチング制御装置および本装置に用いられる電極
に関する。
れたプリント基板等をエッチングするエッチング液の組
成を検出し、エッチング液に対する成分の補給の制御を
行うエッチング制御装置および本装置に用いられる電極
に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、パターンレジストされたプリント
基板等をエッチングするエッチングマシンは連続作業が
可能な自動制御方式に移行しており、エッチングによっ
て組成が変化した金属腐触性の液体（以下エッチング液
と言う）を再生する制御が重要なものとなっている。組
成の変化したエッチング液の再生は、以下に示すように
再生助剤を加えることで簡単に行える。例えば、 エッチング液が塩化(III) 鉄溶液である場合、鉄のエ
ッチングを行うと、 Ｆｅ＋２ＦｅＣｌ3 →３ＦｅＣｌ2 ……（１） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(III) 鉄溶液
から塩化(II)鉄溶液へとその組成が変化していく。ここ
で、再生助剤として過酸化水素水と塩酸とをエッチング
液に加えると、 ２ＦｅＣｌ2 ＋２ＨＣｌ＋Ｈ2 Ｏ2 →２ＦｅＣｌ3 ＋２Ｈ2 Ｏ2 ……（２） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(III) 鉄溶液
に再生される。また、 エッチング液が塩化(II)銅溶液である場合、銅のエッ
チングを行うと、 Ｃｕ＋ＣｕＣｌ2 →２ＣｕＣｌ ……（３） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(II)銅溶液か
ら塩化(I) 銅溶液にその組成が変化していく。ここで、
エッチング液に対して塩酸および過酸化水素水を再生助
剤として加えると、 ２ＣｕＣｌ＋２ＨＣｌ＋Ｈ2 Ｏ2 →２ＣｕＣｌ2 ＋２Ｈ2 Ｏ ……（４） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(II)銅溶液に
再生される。
基板等をエッチングするエッチングマシンは連続作業が
可能な自動制御方式に移行しており、エッチングによっ
て組成が変化した金属腐触性の液体（以下エッチング液
と言う）を再生する制御が重要なものとなっている。組
成の変化したエッチング液の再生は、以下に示すように
再生助剤を加えることで簡単に行える。例えば、 エッチング液が塩化(III) 鉄溶液である場合、鉄のエ
ッチングを行うと、 Ｆｅ＋２ＦｅＣｌ3 →３ＦｅＣｌ2 ……（１） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(III) 鉄溶液
から塩化(II)鉄溶液へとその組成が変化していく。ここ
で、再生助剤として過酸化水素水と塩酸とをエッチング
液に加えると、 ２ＦｅＣｌ2 ＋２ＨＣｌ＋Ｈ2 Ｏ2 →２ＦｅＣｌ3 ＋２Ｈ2 Ｏ2 ……（２） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(III) 鉄溶液
に再生される。また、 エッチング液が塩化(II)銅溶液である場合、銅のエッ
チングを行うと、 Ｃｕ＋ＣｕＣｌ2 →２ＣｕＣｌ ……（３） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(II)銅溶液か
ら塩化(I) 銅溶液にその組成が変化していく。ここで、
エッチング液に対して塩酸および過酸化水素水を再生助
剤として加えると、 ２ＣｕＣｌ＋２ＨＣｌ＋Ｈ2 Ｏ2 →２ＣｕＣｌ2 ＋２Ｈ2 Ｏ ……（４） の化学反応がおこり、エッチング液が塩化(II)銅溶液に
再生される。
【０００３】このエッチング液を再生する過程において
重要なことは、再生助剤を添加する量やそのタイミング
である。そこで、従来のエッチング制御装置では、以下
に示す方法でエッチング液の組成を検出し、エッチング
液の組成を制御するようにしていた。 〔第１の方法〕エッチング液によって腐食させる銅や鉄
等の被エッチング金属（銅や鉄等）からなる電極と、エ
ッチング液に腐食されない白金、カーボン、チタン、金
等の金属からなる不活性電極とをエッチング液に浸漬さ
せ、両電極間の電位差Ｅ（または両電極間を流れる電
流）を測定し、この測定した電位差に基づいてエッチン
グ液の組成を制御するようにしていた。
重要なことは、再生助剤を添加する量やそのタイミング
である。そこで、従来のエッチング制御装置では、以下
に示す方法でエッチング液の組成を検出し、エッチング
液の組成を制御するようにしていた。 〔第１の方法〕エッチング液によって腐食させる銅や鉄
等の被エッチング金属（銅や鉄等）からなる電極と、エ
ッチング液に腐食されない白金、カーボン、チタン、金
等の金属からなる不活性電極とをエッチング液に浸漬さ
せ、両電極間の電位差Ｅ（または両電極間を流れる電
流）を測定し、この測定した電位差に基づいてエッチン
グ液の組成を制御するようにしていた。
【０００４】〔第２の方法〕また、下部に孔を形成した
管に塩化銀からなる金属片と塩化カリウム溶液とを入れ
た第１の電極と、白金、カーボン、チタン、金等で形成
したエッチング液に腐食されない不活性電極からなる第
２の電極を、エッチング液に浸漬させておき、両電極間
の電位差Ｅ（または両電極間を流れる電流）を測定し、
これに基づいて自動制御するシステムも提案されてい
る。
管に塩化銀からなる金属片と塩化カリウム溶液とを入れ
た第１の電極と、白金、カーボン、チタン、金等で形成
したエッチング液に腐食されない不活性電極からなる第
２の電極を、エッチング液に浸漬させておき、両電極間
の電位差Ｅ（または両電極間を流れる電流）を測定し、
これに基づいて自動制御するシステムも提案されてい
る。
【０００５】なお、第１の電極と第２の電極との間に生
じる電位差Ｅは、Ｅ＝Ｅ0 ＋（ＲＴ）／（ｎＦ）ｌｏｇ
（Ａ／Ａ’） で示され、但し、Ｅ0 は標準電位、Ｒは
気体定数、Ｔは絶対温度、ｎは各電極における電極反応
に関与する電子の数、Ｆはファラデー定数、Ａ／Ａ’は
エッチング液中における還元金属と酸化金属の比率、す
なわち、ＦｅＣｌ3 ／ＦｅＣｌ2 またはＣｕＣｌ2 ／Ｃ
ｕＣｌである。この式を用いて計算することにより、電
位差Ｅからエッチング液の組成を検出することができ
る。
じる電位差Ｅは、Ｅ＝Ｅ0 ＋（ＲＴ）／（ｎＦ）ｌｏｇ
（Ａ／Ａ’） で示され、但し、Ｅ0 は標準電位、Ｒは
気体定数、Ｔは絶対温度、ｎは各電極における電極反応
に関与する電子の数、Ｆはファラデー定数、Ａ／Ａ’は
エッチング液中における還元金属と酸化金属の比率、す
なわち、ＦｅＣｌ3 ／ＦｅＣｌ2 またはＣｕＣｌ2 ／Ｃ
ｕＣｌである。この式を用いて計算することにより、電
位差Ｅからエッチング液の組成を検出することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、〔第１
の方法〕では、エッチング液によって第１の電極が腐食
されるため、２か月程度で第１の電極の交換を行わなけ
ればならず、メンテナンスに手間が係りすぎるという問
題があった。
の方法〕では、エッチング液によって第１の電極が腐食
されるため、２か月程度で第１の電極の交換を行わなけ
ればならず、メンテナンスに手間が係りすぎるという問
題があった。
【０００７】一方、〔第２の方法〕では、上記した問題
は生じないのであるが、第１の電極における充填されて
いる塩化カリウム溶液が管の下部に形成されている孔か
らエッチング液中に滲みだす。このため、適当なタイミ
ングで管に塩化カリウム溶液を補充しなければならなか
った。また、滲みでた塩化カリウムによって、エッチン
グ液中で水酸化鉄（エッチング液が塩化(III) 鉄溶液の
場合）または水酸化銅（エッチング液が塩化(II)銅溶液
の場合）が生成され、この水酸化鉄または水酸化銅がエ
ッチング液に対して不溶性であるために管の下部に形成
されている孔につまり、上記した式における標準電位Ｅ
0 を変化させるため、第１の電極と第２の電極との間に
生じる電位差Ｅとエッチング液の組成との関係が変化す
る。よって、エッチング液に対して的確に再生助剤を添
加するためには、頻繁に標準電位Ｅ0 を測定し、補正し
なければならなかった。
は生じないのであるが、第１の電極における充填されて
いる塩化カリウム溶液が管の下部に形成されている孔か
らエッチング液中に滲みだす。このため、適当なタイミ
ングで管に塩化カリウム溶液を補充しなければならなか
った。また、滲みでた塩化カリウムによって、エッチン
グ液中で水酸化鉄（エッチング液が塩化(III) 鉄溶液の
場合）または水酸化銅（エッチング液が塩化(II)銅溶液
の場合）が生成され、この水酸化鉄または水酸化銅がエ
ッチング液に対して不溶性であるために管の下部に形成
されている孔につまり、上記した式における標準電位Ｅ
0 を変化させるため、第１の電極と第２の電極との間に
生じる電位差Ｅとエッチング液の組成との関係が変化す
る。よって、エッチング液に対して的確に再生助剤を添
加するためには、頻繁に標準電位Ｅ0 を測定し、補正し
なければならなかった。
【０００８】このように、エッチング液の組成を自動制
御させるためには、メンテナンスにかかる手間が多く、
これらの手間を省くことが強く要望されている。
御させるためには、メンテナンスにかかる手間が多く、
これらの手間を省くことが強く要望されている。
【０００９】さらに、従来の装置では２か月程度で管に
形成されている孔のほとんど全てがつまって、第１の電
極を交換しなければならなくなり、ランニングコストが
高いという問題もあった。
形成されている孔のほとんど全てがつまって、第１の電
極を交換しなければならなくなり、ランニングコストが
高いという問題もあった。
【００１０】この発明の目的は、エッチング液の組成を
自動制御させるためにかかる手間を削減するとともに、
ランニングコストをも安価にしたエッチング制御装置お
よび本装置に使用される電極を提供することにある。
自動制御させるためにかかる手間を削減するとともに、
ランニングコストをも安価にしたエッチング制御装置お
よび本装置に使用される電極を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、Ｆｅ
Ｃｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 を含有するエッチング液の組成
の検出に用いる電極であって、 塩化物の電極金属と、 底
面に多孔質板で封止された開口部を有し、前記電極金属
を収納した管体と、 を備え、該管体内部にＦｅＣｌ 3 ま
たはＣｕＣｌ 2 の溶液を充填したことを特徴とする。 請
求項２の発明は、請求項１の発明において、前記管体を
ホルダーに収納するとともに、管体上部に開口部を設
け、 該ホルダーは、上部と下部が遮断され、下部に組成
を検出されるエッチング液が流通する開口部が設けら
れ、上部に前記溶液が充填されていることを特徴とす
る。 請求項３の発明は、ＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 を
含有するエッチング液に浸漬させた２つの電極間の電位
差または両電極間に流れる電流を検出し、これに基づい
てエッチング液に対する成分の補給を制御するエッチン
グ制御装置において、 一方の電極として請求項１または
請求項２に記載の電極を用い、他方の電極としてエッチ
ング液に腐食されない金や白金等から形成した不活性電
極を用いたことを特徴とする。
Ｃｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 を含有するエッチング液の組成
の検出に用いる電極であって、 塩化物の電極金属と、 底
面に多孔質板で封止された開口部を有し、前記電極金属
を収納した管体と、 を備え、該管体内部にＦｅＣｌ 3 ま
たはＣｕＣｌ 2 の溶液を充填したことを特徴とする。 請
求項２の発明は、請求項１の発明において、前記管体を
ホルダーに収納するとともに、管体上部に開口部を設
け、 該ホルダーは、上部と下部が遮断され、下部に組成
を検出されるエッチング液が流通する開口部が設けら
れ、上部に前記溶液が充填されていることを特徴とす
る。 請求項３の発明は、ＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 を
含有するエッチング液に浸漬させた２つの電極間の電位
差または両電極間に流れる電流を検出し、これに基づい
てエッチング液に対する成分の補給を制御するエッチン
グ制御装置において、 一方の電極として請求項１または
請求項２に記載の電極を用い、他方の電極としてエッチ
ング液に腐食されない金や白金等から形成した不活性電
極を用いたことを特徴とする。
【００１２】この発明では、エッチング液に含有される
ＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 の溶液が管に充填されてい
るので、管から滲みでたＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 の
溶液によってエッチング液中に水酸化鉄または水酸化銅
が生成されることがない。これにより、多孔質板の孔が
つまることはなく、標準電位Ｅ 0 が変化しない。したが
って、標準電位Ｅ 0 を測定して補正する必要がなく、手
間がかからなくなる。また、多孔質板の孔がつまらない
ので、第１の電極を半永久的に使用することができ、ラ
ンニングコストを低減することができる。 また、この発
明では、第１の電極の多孔質板の孔からＦｅＣｌ 3 また
はＣｕＣｌ 2 の溶液が滲みでても、ホルダーに充填され
ているＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 の溶液によって補充
される。したがって、第１の電極に対するＦｅＣｌ 3 ま
たはＣｕＣｌ 2 の溶液を補充する手間を減らすことがで
きる。
ＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 の溶液が管に充填されてい
るので、管から滲みでたＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 の
溶液によってエッチング液中に水酸化鉄または水酸化銅
が生成されることがない。これにより、多孔質板の孔が
つまることはなく、標準電位Ｅ 0 が変化しない。したが
って、標準電位Ｅ 0 を測定して補正する必要がなく、手
間がかからなくなる。また、多孔質板の孔がつまらない
ので、第１の電極を半永久的に使用することができ、ラ
ンニングコストを低減することができる。 また、この発
明では、第１の電極の多孔質板の孔からＦｅＣｌ 3 また
はＣｕＣｌ 2 の溶液が滲みでても、ホルダーに充填され
ているＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 の溶液によって補充
される。したがって、第１の電極に対するＦｅＣｌ 3 ま
たはＣｕＣｌ 2 の溶液を補充する手間を減らすことがで
きる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【実施の形態】図１は、この発明の実施の形態であるエ
ッチング制御装置を適用したエッチングシステムの構成
を示す図である。この実施形態では塩化(III) 鉄溶液を
エッチング液とした例で説明する。図中Ａはエッチング
マシンを示す。１は、パターンレジストされた基板を搬
送するコンベアであり、２はエッチング液を貯留する液
槽である。また、３はノズルであり、４は加圧ポンプで
ある。加圧ポンプ４によってノズル３からエッチング液
を放出させ、コンベア１で搬送している基板にエッチン
グ液を吹きつけ、エッチングを行う。基板に吹きつけた
エッチング液のほとんどは再び液槽２に流れ込む。
ッチング制御装置を適用したエッチングシステムの構成
を示す図である。この実施形態では塩化(III) 鉄溶液を
エッチング液とした例で説明する。図中Ａはエッチング
マシンを示す。１は、パターンレジストされた基板を搬
送するコンベアであり、２はエッチング液を貯留する液
槽である。また、３はノズルであり、４は加圧ポンプで
ある。加圧ポンプ４によってノズル３からエッチング液
を放出させ、コンベア１で搬送している基板にエッチン
グ液を吹きつけ、エッチングを行う。基板に吹きつけた
エッチング液のほとんどは再び液槽２に流れ込む。
【００２０】また、図中Ｂが、エッチング制御装置を示
す。６はサンプリング槽であり、ポンプ５によって前記
液槽２のエッチング液を流通させている。図２はサンプ
リング槽の拡大図である。１０は、内部にエッチング液
に腐食されにくい金属である銀からなる金属棒６０を保
持したホルダーである（図３参照）。この金属棒６０が
第１の電極（この発明で言う一方の電極）を構成する。
ホルダー１０の内部には、節１０ｂが設けられている。
節１０ｂには開口部が設けられており、この開口部に金
属棒６０を嵌挿して保持させている。金属棒６０の先端
はホルダー１０の下端に突出させて、サンプリング槽６
を流通しているエッチング液に侵漬させている。なお、
１０ｃは蓋であり、この蓋１０ｃには金属棒６０に接続
されているリードを引き出すための穴が設けられてい
る。
す。６はサンプリング槽であり、ポンプ５によって前記
液槽２のエッチング液を流通させている。図２はサンプ
リング槽の拡大図である。１０は、内部にエッチング液
に腐食されにくい金属である銀からなる金属棒６０を保
持したホルダーである（図３参照）。この金属棒６０が
第１の電極（この発明で言う一方の電極）を構成する。
ホルダー１０の内部には、節１０ｂが設けられている。
節１０ｂには開口部が設けられており、この開口部に金
属棒６０を嵌挿して保持させている。金属棒６０の先端
はホルダー１０の下端に突出させて、サンプリング槽６
を流通しているエッチング液に侵漬させている。なお、
１０ｃは蓋であり、この蓋１０ｃには金属棒６０に接続
されているリードを引き出すための穴が設けられてい
る。
【００２１】１２は白金や金等のエッチング液に対して
被腐食性の金属からなる第２の電極（この発明でいう他
方の電極）、１３はエッチング液の温度を測定する温度
計、１４はエッチング液のｐＨを測定するｐＨ測定器、
１５はエッチング液の比重を測定する比重計で１５ａが
その浮子である。金属棒６０、第２の電極１２、温度計
１３、ｐＨ測定器１４および浮子１５ａは、サンプリン
グ槽６を流通するエッチング液に浸漬している。また、
エッチング制御装置Ｂには、金属棒６０、第２の電極１
２、温度計１３、ｐＨ測定器１４および比重計１５が接
続された制御部１６を備え、前記制御部１６がエッチン
グ液の再生助剤であるＨＣｌ１７、Ｈ2Ｏ2 １８および
比重調整水１９をポンプ２０、２１、２２を制御して前
記液槽２に注入する。なお、第２の電極１２は図３に示
した第１の電極１１における金属棒６０を白金や金等の
エッチング液に対して被腐食性の金属に変更することに
よって構成できる。
被腐食性の金属からなる第２の電極（この発明でいう他
方の電極）、１３はエッチング液の温度を測定する温度
計、１４はエッチング液のｐＨを測定するｐＨ測定器、
１５はエッチング液の比重を測定する比重計で１５ａが
その浮子である。金属棒６０、第２の電極１２、温度計
１３、ｐＨ測定器１４および浮子１５ａは、サンプリン
グ槽６を流通するエッチング液に浸漬している。また、
エッチング制御装置Ｂには、金属棒６０、第２の電極１
２、温度計１３、ｐＨ測定器１４および比重計１５が接
続された制御部１６を備え、前記制御部１６がエッチン
グ液の再生助剤であるＨＣｌ１７、Ｈ2Ｏ2 １８および
比重調整水１９をポンプ２０、２１、２２を制御して前
記液槽２に注入する。なお、第２の電極１２は図３に示
した第１の電極１１における金属棒６０を白金や金等の
エッチング液に対して被腐食性の金属に変更することに
よって構成できる。
【００２２】サンプリング槽６は、図２に示すように３
枚の堰３１、３２、３３を設けており、内部を第１の槽
ａ、第２の槽ｂ、第３の槽ｃ、第４の槽ｄの４つに分け
ている。堰３１、３３は下側の端部をサンプリング槽６
の底面に密着させており、堰３２は下側の端部をサンプ
リング槽６の底面に密着させていない。また、堰３１〜
３３の両側端部は、サンプリング槽６の側面に密着させ
ている。サンプリング槽６では、ポンプ５によって液槽
２に貯留されていたエッチング液が第１の槽ａに注入さ
れる。図中に示すように、第１の槽ａに注入されたエッ
チング液は、堰３１の上部を越えて第２の槽ｂに流れ込
む。このエッチング液は堰３２とサンプリング槽６の底
面との隙間を通って第３の槽ｃに流れ込み、第３の槽ｃ
に流れ込んだエッチング液は堰３３の上部を越えて第４
の槽ｄに流れ込む。そして、第４の槽ｄに流れ込んだエ
ッチング液は再び液槽２に送られる。このように、堰３
１〜３３を設けたことで、ポンプ５によって送られてき
たエッチング液がサンプリング槽６を淀むことなく流通
し、液槽２に戻る。
枚の堰３１、３２、３３を設けており、内部を第１の槽
ａ、第２の槽ｂ、第３の槽ｃ、第４の槽ｄの４つに分け
ている。堰３１、３３は下側の端部をサンプリング槽６
の底面に密着させており、堰３２は下側の端部をサンプ
リング槽６の底面に密着させていない。また、堰３１〜
３３の両側端部は、サンプリング槽６の側面に密着させ
ている。サンプリング槽６では、ポンプ５によって液槽
２に貯留されていたエッチング液が第１の槽ａに注入さ
れる。図中に示すように、第１の槽ａに注入されたエッ
チング液は、堰３１の上部を越えて第２の槽ｂに流れ込
む。このエッチング液は堰３２とサンプリング槽６の底
面との隙間を通って第３の槽ｃに流れ込み、第３の槽ｃ
に流れ込んだエッチング液は堰３３の上部を越えて第４
の槽ｄに流れ込む。そして、第４の槽ｄに流れ込んだエ
ッチング液は再び液槽２に送られる。このように、堰３
１〜３３を設けたことで、ポンプ５によって送られてき
たエッチング液がサンプリング槽６を淀むことなく流通
し、液槽２に戻る。
【００２３】また、サンプリング槽６は、エッチング液
が気化したガスや跳ね返り等によりエッチング液がサン
プリング槽６の外部に漏れることを防止するための蓋３
４を有している。蓋３４には、金属棒６０が嵌挿された
ホルダー１０、第２の電極１２、温度計１３、ｐＨ測定
器１４および比重計１５の浮子１５ａを通す開口部４１
〜４５を有している（図４参照）。なお、浮子１５ａを
通す開口部４５には外周部に浮子１５ａを吊るした糸が
通る切り欠き部４６ａを有する蓋４６が取り付けられて
いる（図５（Ａ）参照）。この蓋４６を図５（Ｂ）に示
す用に外周から中心にまでおよぶ切り欠き部を設ける
と、浮子１５ａが流通するエッチング液によって揺れた
場合に浮子１５ａを吊るした糸が切り欠き部に引っ掛か
かかり、エッチング液の比重を正確に測定できない問題
がある。そこで、図示するように外周部の一旦にのみ切
り欠き部４６ａを設けることで、浮子１５ａが流通する
エッチング液によって揺れても浮子１５ａを吊るした糸
が切り欠き部４６ａに引っ掛かることを防止して、正確
にエッチング液の比重を測定することができるようにし
ている。
が気化したガスや跳ね返り等によりエッチング液がサン
プリング槽６の外部に漏れることを防止するための蓋３
４を有している。蓋３４には、金属棒６０が嵌挿された
ホルダー１０、第２の電極１２、温度計１３、ｐＨ測定
器１４および比重計１５の浮子１５ａを通す開口部４１
〜４５を有している（図４参照）。なお、浮子１５ａを
通す開口部４５には外周部に浮子１５ａを吊るした糸が
通る切り欠き部４６ａを有する蓋４６が取り付けられて
いる（図５（Ａ）参照）。この蓋４６を図５（Ｂ）に示
す用に外周から中心にまでおよぶ切り欠き部を設ける
と、浮子１５ａが流通するエッチング液によって揺れた
場合に浮子１５ａを吊るした糸が切り欠き部に引っ掛か
かかり、エッチング液の比重を正確に測定できない問題
がある。そこで、図示するように外周部の一旦にのみ切
り欠き部４６ａを設けることで、浮子１５ａが流通する
エッチング液によって揺れても浮子１５ａを吊るした糸
が切り欠き部４６ａに引っ掛かることを防止して、正確
にエッチング液の比重を測定することができるようにし
ている。
【００２４】以上の構成で、塩化(III) 鉄溶液で鉄のエ
ッチングを行うと、上述したように、 Ｆｅ＋２ＦｅＣｌ3 →３ＦｅＣｌ2 ……（１） の反応が生じ、液槽２内のエッチング液における塩化(I
II) 鉄の含有率が低下し（塩化(II)鉄の含有率が上昇す
る。）、エッチング液のエッチング能力が低下する。こ
こで、金属棒６０と第２の電極１２との間に生じる電位
差Ｅは、 Ｅ＝Ｅ0 ＋（ＲＴ）／（ｎＦ）ｌｏｇ（ＦｅＣｌ3 ／Ｆ
ｅＣｌ2 ） である。但し、Ｅ0 は標準電位、Ｒは気体定数、Ｔは絶
対温度、ｎは各電極における電極反応に関与する電子の
数、Ｆはファラデー定数、である。すなわち、金属棒６
０と第２の電極１２との電位差からエッチング液中にお
ける塩化(III) 鉄と塩化(II)鉄との含有比率を知ること
ができる。制御部１６は、金属棒６０と第２の電極１
２、間の電位差に基づいてポンプ２０、２１を制御して
再生助剤である塩酸１７および過酸化水素水１８を前記
液槽２に注入する。
ッチングを行うと、上述したように、 Ｆｅ＋２ＦｅＣｌ3 →３ＦｅＣｌ2 ……（１） の反応が生じ、液槽２内のエッチング液における塩化(I
II) 鉄の含有率が低下し（塩化(II)鉄の含有率が上昇す
る。）、エッチング液のエッチング能力が低下する。こ
こで、金属棒６０と第２の電極１２との間に生じる電位
差Ｅは、 Ｅ＝Ｅ0 ＋（ＲＴ）／（ｎＦ）ｌｏｇ（ＦｅＣｌ3 ／Ｆ
ｅＣｌ2 ） である。但し、Ｅ0 は標準電位、Ｒは気体定数、Ｔは絶
対温度、ｎは各電極における電極反応に関与する電子の
数、Ｆはファラデー定数、である。すなわち、金属棒６
０と第２の電極１２との電位差からエッチング液中にお
ける塩化(III) 鉄と塩化(II)鉄との含有比率を知ること
ができる。制御部１６は、金属棒６０と第２の電極１
２、間の電位差に基づいてポンプ２０、２１を制御して
再生助剤である塩酸１７および過酸化水素水１８を前記
液槽２に注入する。
【００２５】ここで、節１０ｂはホルダー１０の下端に
設けられているので、ホルダー１０内部にエッチング液
が淀まない構成となっている。したがって、正確にエッ
チング液の組成を検出することができ、該エッチング液
の組成を自動制御することができる。また、電極棒６０
を銀等のエッチング液に腐食されにくい金属片で形成し
ているので、従来のエッチング金属からなる電極棒に比
べて長期間の使用が可能となる。よって、電極棒の交換
というメンテナンス作業の頻度を減少させることができ
る。
設けられているので、ホルダー１０内部にエッチング液
が淀まない構成となっている。したがって、正確にエッ
チング液の組成を検出することができ、該エッチング液
の組成を自動制御することができる。また、電極棒６０
を銀等のエッチング液に腐食されにくい金属片で形成し
ているので、従来のエッチング金属からなる電極棒に比
べて長期間の使用が可能となる。よって、電極棒の交換
というメンテナンス作業の頻度を減少させることができ
る。
【００２６】また、金属棒６０の代わりに図６（Ａ）に
示す第１の電極１１をホルダー１０に保持させてもよ
い。第１の電極１１は、管５１の内部に図６（Ｂ）に示
す形状の保持部５２を有している。図示するように保持
部５２には開口部５２ａを設けており、ここに塩化銀
（ＡｇＣｌ）にテフロンコーティングを施し、その表面
に複数の穴をあけた電極棒５３を挿入して保持させてい
る。また、第１の電極１１は、管５１の下部に穴をあ
け、そこに多孔質セラミック５４を貼りつけることで管
５１の下部に複数の孔を形成したものである。管５１の
上端部は電極棒５３に接続されたリードを引き出した状
態で閉じられているとともに、内部に液体を注入する注
入口５１ａが形成されている。さらに、管５１の内部に
は、エッチング液と同じ塩化(III) 鉄溶液が充填されて
いる。また、ホルダー１０を図７に示す形状のものと
し、この第１の電極１１をこのホルダー１０に嵌挿して
サンプリング槽中に挿入する。図７（Ａ）は、ホルダー
１０の外観図であり、同図（Ｂ）は断面図である。ホル
ダー１０は、下端に複数の穴１０ａと内部に節１０ｂを
有している。節１０ｂには開口部が設けられており、こ
の開口部に第１の電極１１を嵌挿して保持させる。な
お、１０ｃは蓋であり、この蓋１０ｃにも電極棒５３に
接続されているリードを引き出すための穴が設けられて
いる。節１０ｂの開口部には、図示しないパッキンが設
けられている。この節１０ｂの上側は、電極１１に充填
されているものと同じ塩化(III) 鉄溶液が充填されてお
り、ホルダー１０に充填されている塩化(III) 鉄溶液を
第１の電極１１内に補充するように構成している。な
お、ホルダー１０に充填している塩化(III) 鉄溶液をパ
ッキンにより直接サンプリング槽６に洩れることを防止
している。
示す第１の電極１１をホルダー１０に保持させてもよ
い。第１の電極１１は、管５１の内部に図６（Ｂ）に示
す形状の保持部５２を有している。図示するように保持
部５２には開口部５２ａを設けており、ここに塩化銀
（ＡｇＣｌ）にテフロンコーティングを施し、その表面
に複数の穴をあけた電極棒５３を挿入して保持させてい
る。また、第１の電極１１は、管５１の下部に穴をあ
け、そこに多孔質セラミック５４を貼りつけることで管
５１の下部に複数の孔を形成したものである。管５１の
上端部は電極棒５３に接続されたリードを引き出した状
態で閉じられているとともに、内部に液体を注入する注
入口５１ａが形成されている。さらに、管５１の内部に
は、エッチング液と同じ塩化(III) 鉄溶液が充填されて
いる。また、ホルダー１０を図７に示す形状のものと
し、この第１の電極１１をこのホルダー１０に嵌挿して
サンプリング槽中に挿入する。図７（Ａ）は、ホルダー
１０の外観図であり、同図（Ｂ）は断面図である。ホル
ダー１０は、下端に複数の穴１０ａと内部に節１０ｂを
有している。節１０ｂには開口部が設けられており、こ
の開口部に第１の電極１１を嵌挿して保持させる。な
お、１０ｃは蓋であり、この蓋１０ｃにも電極棒５３に
接続されているリードを引き出すための穴が設けられて
いる。節１０ｂの開口部には、図示しないパッキンが設
けられている。この節１０ｂの上側は、電極１１に充填
されているものと同じ塩化(III) 鉄溶液が充填されてお
り、ホルダー１０に充填されている塩化(III) 鉄溶液を
第１の電極１１内に補充するように構成している。な
お、ホルダー１０に充填している塩化(III) 鉄溶液をパ
ッキンにより直接サンプリング槽６に洩れることを防止
している。
【００２７】このように、管５１にはエッチング液と同
じ塩化(III) 鉄溶液を充填しているため、これが多孔質
セラミック５４から滲み出してもエッチング液と同じ成
分であるため、サンプリング槽６において水酸化鉄が生
成されることがない。したがって、多孔質セラミック５
４の孔がつまるという問題が生じることがなく、標準電
位Ｅ0 に変化が生じない。よって、標準電位Ｅ0 の補正
を行わなくても常に正確にエッチング液の組成を検出す
ることができる。したがって、エッチング液の自動制御
させるためにかかる手間が削減できることになる。ま
た、多孔質セラミック５４の孔がつまらないので第１の
電極１１が半永久的に使用できるようになり、エッチン
グマシンのランニングコストを大幅に低減することがで
きる。さらに、ホルダー１０にも塩化(III) 鉄溶液を充
填し、管５１の上端の注入口５１ａを形成しているの
で、管５１では多孔質セラミック５４から滲みだした塩
化(III) 鉄溶液と略同量の塩化(III) 鉄溶液がホルダー
１０に充填されている塩化(III) 鉄溶液で補充されるこ
とになる。したがって、管５１に塩化(III) 鉄溶液を補
充する作業にかかる手間もかからない。
じ塩化(III) 鉄溶液を充填しているため、これが多孔質
セラミック５４から滲み出してもエッチング液と同じ成
分であるため、サンプリング槽６において水酸化鉄が生
成されることがない。したがって、多孔質セラミック５
４の孔がつまるという問題が生じることがなく、標準電
位Ｅ0 に変化が生じない。よって、標準電位Ｅ0 の補正
を行わなくても常に正確にエッチング液の組成を検出す
ることができる。したがって、エッチング液の自動制御
させるためにかかる手間が削減できることになる。ま
た、多孔質セラミック５４の孔がつまらないので第１の
電極１１が半永久的に使用できるようになり、エッチン
グマシンのランニングコストを大幅に低減することがで
きる。さらに、ホルダー１０にも塩化(III) 鉄溶液を充
填し、管５１の上端の注入口５１ａを形成しているの
で、管５１では多孔質セラミック５４から滲みだした塩
化(III) 鉄溶液と略同量の塩化(III) 鉄溶液がホルダー
１０に充填されている塩化(III) 鉄溶液で補充されるこ
とになる。したがって、管５１に塩化(III) 鉄溶液を補
充する作業にかかる手間もかからない。
【００２８】なお、上記した実施の形態では再生助剤と
して塩酸および過酸化水素水を用いた例で説明したが、
塩素ガス、塩素酸ソーダと塩酸、オゾンと塩酸等
を再生助剤として使用するようにしてもよい。また、エ
ッチング液として塩化(II)銅溶液を使用する場合には、
ホルダー１０および管５１に充填する溶液を上記した塩
化(III) 鉄溶液から塩化(II)銅溶液に変更すれば同様の
効果を得ることができる。
して塩酸および過酸化水素水を用いた例で説明したが、
塩素ガス、塩素酸ソーダと塩酸、オゾンと塩酸等
を再生助剤として使用するようにしてもよい。また、エ
ッチング液として塩化(II)銅溶液を使用する場合には、
ホルダー１０および管５１に充填する溶液を上記した塩
化(III) 鉄溶液から塩化(II)銅溶液に変更すれば同様の
効果を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、一方
の電極をエッチング液に腐食されにくい銀等の金属片か
ら構成したことにより、電極棒の交換等のメンテナンス
にかかる手間を削減することができる。
の電極をエッチング液に腐食されにくい銀等の金属片か
ら構成したことにより、電極棒の交換等のメンテナンス
にかかる手間を削減することができる。
【００３０】また、この発明によれば、一方の電極にお
いてエッチング液に含有されるＦｅＣｌ3 またはＣｕＣ
ｌ2 の溶液を管に充填したことによって、管から滲みで
る溶液によってエッチング液中で水酸化鉄または水酸化
銅が生成されることがない。このため、管の下部に設け
た孔がつまることがなく、一方の電極と他方の電極との
間に生じる電位差とエッチング液の組成との関係が変化
しない。したがって、第１の電極と第２の電極との間に
生じる電位差とエッチング液の組成との関係を補正する
必要がなくなる。また、孔がつまらないので第１の電極
を半永久的に使用できるようになり、ランニングコスト
を大幅に低減できる。
いてエッチング液に含有されるＦｅＣｌ3 またはＣｕＣ
ｌ2 の溶液を管に充填したことによって、管から滲みで
る溶液によってエッチング液中で水酸化鉄または水酸化
銅が生成されることがない。このため、管の下部に設け
た孔がつまることがなく、一方の電極と他方の電極との
間に生じる電位差とエッチング液の組成との関係が変化
しない。したがって、第１の電極と第２の電極との間に
生じる電位差とエッチング液の組成との関係を補正する
必要がなくなる。また、孔がつまらないので第１の電極
を半永久的に使用できるようになり、ランニングコスト
を大幅に低減できる。
【００３１】さらに、第１の電極は管の孔からＦｅＣｌ
3 またはＣｕＣｌ2 の溶液が滲みでても、ホルダーに充
填したＦｅＣｌ3 またはＣｕＣｌ2 の溶液で補充され
る。したがって、一方の電極におけるＦｅＣｌ3 または
ＣｕＣｌ2 の溶液の補充にかかる手間を削減することが
できる。
3 またはＣｕＣｌ2 の溶液が滲みでても、ホルダーに充
填したＦｅＣｌ3 またはＣｕＣｌ2 の溶液で補充され
る。したがって、一方の電極におけるＦｅＣｌ3 または
ＣｕＣｌ2 の溶液の補充にかかる手間を削減することが
できる。
【図１】この発明の実施例であるエッチング制御装置を
適用したエッチング装置の構成を示す図である。
適用したエッチング装置の構成を示す図である。
【図２】サンプリング槽の構成を示す図である。
【図３】他の実施形態に係る第１の電極を示す図であ
る。
る。
【図４】サンプリング槽の蓋の外観図である。
【図５】比重計用の開口部の蓋の外観図である。
【図６】第１の電極を示す図である。
【図７】ホルダーを示す図である。
Ａ−エッチングマシン Ｂ−エッチング制御装置 ６−サンプリング槽 １０−ホルダー １０ｂ−節 １１−第１の電極 １２−第２の電極 ５１−管 ５１ａ−注入口 ５２−保持部 ５２ａ−開口部 ５３−電極棒 ５４−多孔質セラミック ６０−金属棒
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/26 361 G01N 27/30 311
Claims (3)
- 【請求項１】 ＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 を含有する
エッチング液の組成の検出に用いる電極であって、 塩化物の電極金属と、 底面に多孔質板で封止された開口部を有し、前記電極金
属を収納した管体と、 を備え、該管体内部にＦｅＣｌ 3
またはＣｕＣｌ 2 の溶液を充填したことを特徴とする電
極 。 - 【請求項２】 前記管体をホルダーに収納するととも
に、管体上部に開口部を設け、 該ホルダーは、上部と下部が遮断され、下部に組成を検
出されるエッチング液が流通する開口部が設けられ、上
部に前記溶液が充填されていることを特徴とする請求項
１に記載の電極 。 - 【請求項３】 ＦｅＣｌ 3 またはＣｕＣｌ 2 を含有する
エッチング液に浸漬させた２つの電極間の電位差または
両電極間に流れる電流を検出し、これに基づいてエッチ
ング液に対する成分の補給を制御するエッチング制御装
置において、 一方の電極として請求項１または請求項２に記載の電極
を用い、他方の電極としてエッチング液に腐食されない
金や白金等から形成した不活性電極を用いたことを特徴
とするエッチング制御装置 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31343796A JP2945633B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | エッチング制御装置および本装置に用いる電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31343796A JP2945633B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | エッチング制御装置および本装置に用いる電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153570A JPH10153570A (ja) | 1998-06-09 |
| JP2945633B2 true JP2945633B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=18041293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31343796A Expired - Fee Related JP2945633B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | エッチング制御装置および本装置に用いる電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945633B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4603128B2 (ja) * | 2000-06-06 | 2010-12-22 | 義和 小林 | 塩化第二銅・塩素酸ナトリウム系エッチング液の管理システム |
-
1996
- 1996-11-25 JP JP31343796A patent/JP2945633B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10153570A (ja) | 1998-06-09 |
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