JP3407731B2 - 金属化合物を含む腐食溶液の再生装置及び方法 - Google Patents
金属化合物を含む腐食溶液の再生装置及び方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属化合物を含む腐
食溶液の再生装置及び方法に関するもので、より詳しく
は腐食溶液の腐食能力の変化をカラーセンサーでモニタ
ーして、腐食能力が一定臨界値以下に低下した場合、腐
食溶液を再酸化し得る添加溶液を添加することにより、
腐食溶液の腐食能力を一定に維持し、腐食溶液を廃棄せ
ず、単位装置内で半永久的に再活用することにより、経
済性を向上させて、環境汚染を減少させ得る金属化合物
を含む腐食溶液の再生装置及び方法に関するものであ
る。
食溶液の再生装置及び方法に関するもので、より詳しく
は腐食溶液の腐食能力の変化をカラーセンサーでモニタ
ーして、腐食能力が一定臨界値以下に低下した場合、腐
食溶液を再酸化し得る添加溶液を添加することにより、
腐食溶液の腐食能力を一定に維持し、腐食溶液を廃棄せ
ず、単位装置内で半永久的に再活用することにより、経
済性を向上させて、環境汚染を減少させ得る金属化合物
を含む腐食溶液の再生装置及び方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体リードフレーム、シャドーマス
ク、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＢＧＡ
（Ball Grid Array）、印刷回路基板（ＰＣＢ）産業で
は、エッチングと呼ばれる腐食工程が行われる。このよ
うな腐食工程は、一般的に腐食させようとする作業片を
コンベヤに置き、腐食装置内で腐食溶液を噴霧すること
で進行される。多く用いられる腐食溶液としては、塩化
銅（ＣｕＣｌ２）水溶液、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ
３）水溶液、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液、塩化ニ
ッケル（ＮｉＣｌ２）水溶液、塩化錫（ＳｎＣｌ２）水
溶液などがある。図１を参照すると、このような腐食溶
液は、初期には腐食能力が優秀であるが、腐食工程が進
行するにしたがって、腐食溶液中で還元反応が起こっ
て、例えば、第２鉄イオン（Ｆｅ３＋）は第１鉄イオン
（Ｆｅ２＋）に還元されることにより、腐食能力及び速
度が漸進的に減少する。したがって、腐食能力が一定水
準以下となると、溶液全体を新たな腐食溶液で交替し、
腐食能力の低下した腐食溶液は再活用できず、全量廃棄
処分される。このように、腐食溶液を交替する場合に
は、交替作業が進行される間、腐食工程を中断しなけれ
ばならないので、全体工程効率が低下し、廃腐食溶液は
各種重金属イオンを含んでいるため、環境汚染の原因と
なり得る。更に、腐食溶液を使用するため、腐食能力が
漸次弱化し、これを感知及び補正し得る装置がないた
め、腐食された製品の品質も漸次低下するので、作業工
程及び品質管理に多くの問題点を誘発することになる。
ク、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＢＧＡ
（Ball Grid Array）、印刷回路基板（ＰＣＢ）産業で
は、エッチングと呼ばれる腐食工程が行われる。このよ
うな腐食工程は、一般的に腐食させようとする作業片を
コンベヤに置き、腐食装置内で腐食溶液を噴霧すること
で進行される。多く用いられる腐食溶液としては、塩化
銅（ＣｕＣｌ２）水溶液、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ
３）水溶液、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液、塩化ニ
ッケル（ＮｉＣｌ２）水溶液、塩化錫（ＳｎＣｌ２）水
溶液などがある。図１を参照すると、このような腐食溶
液は、初期には腐食能力が優秀であるが、腐食工程が進
行するにしたがって、腐食溶液中で還元反応が起こっ
て、例えば、第２鉄イオン（Ｆｅ３＋）は第１鉄イオン
（Ｆｅ２＋）に還元されることにより、腐食能力及び速
度が漸進的に減少する。したがって、腐食能力が一定水
準以下となると、溶液全体を新たな腐食溶液で交替し、
腐食能力の低下した腐食溶液は再活用できず、全量廃棄
処分される。このように、腐食溶液を交替する場合に
は、交替作業が進行される間、腐食工程を中断しなけれ
ばならないので、全体工程効率が低下し、廃腐食溶液は
各種重金属イオンを含んでいるため、環境汚染の原因と
なり得る。更に、腐食溶液を使用するため、腐食能力が
漸次弱化し、これを感知及び補正し得る装置がないた
め、腐食された製品の品質も漸次低下するので、作業工
程及び品質管理に多くの問題点を誘発することになる。
【０００３】前述した問題点を克服するための従来の技
術として、腐食溶液を回収し酸又は酸化剤を添加して腐
食溶液を再酸化させて再活用する方法が提案されたが、
このような方法は費用が高くかかり、装置の規模が大き
くなって非経済的な問題点があった。
術として、腐食溶液を回収し酸又は酸化剤を添加して腐
食溶液を再酸化させて再活用する方法が提案されたが、
このような方法は費用が高くかかり、装置の規模が大き
くなって非経済的な問題点があった。
【０００４】一方、腐食溶液のこのような腐食能力の低
下問題を解決するための従来技術として、米国特許第
４，０６０，０９７号は、試料を通過した光の透過度に
だけ依存する光の感度を受光部で感知する一般の光セン
サーを用いて、腐食液組成物の腐食能力を光透過程度に
よって感知して復元する腐食溶液再生装置を提案してい
る。しかし、このような腐食溶液再生装置は、腐食溶液
が１種の金属物のみを含む場合には、ある程度の再生効
果を提供するが、ほかの不純物、特に水の投入時、光透
過度が却って高くなるため、腐食能力の復元がなされな
い問題があり、以前工程の不純物がエッチング工程に投
入（逆流）されても、このような問題を感知し得ない欠
点を有する。また、所要酸化剤が過量で投入される場合
にも、光透過の原理にだけ依存すると、溶液の均衡が砕
けて腐食能力が悪化することを感知し得ないので、適用
に限界がある。特に、合金のように、種々の金属が化合
された場合、それぞれの腐食溶液が固有のカラーを有
し、光の透過度には関係なく腐食能力が変化するので、
このような腐食溶液再生装置は、このような合金などを
含む腐食溶液は十分に再生させ得ない問題点がある。し
たがって、腐食溶液中に合金成分（例えば、半導体リー
ドフレームのアロイ４２；Ｆｅ５８％＋Ｎｉ４２％、Ｓ
ｉ、Ｍｇなどの微量元素）が含まれている場合、腐食能
力を正確にモニターし得ないだけでなく、却って不良を
発生させる問題点がある。
下問題を解決するための従来技術として、米国特許第
４，０６０，０９７号は、試料を通過した光の透過度に
だけ依存する光の感度を受光部で感知する一般の光セン
サーを用いて、腐食液組成物の腐食能力を光透過程度に
よって感知して復元する腐食溶液再生装置を提案してい
る。しかし、このような腐食溶液再生装置は、腐食溶液
が１種の金属物のみを含む場合には、ある程度の再生効
果を提供するが、ほかの不純物、特に水の投入時、光透
過度が却って高くなるため、腐食能力の復元がなされな
い問題があり、以前工程の不純物がエッチング工程に投
入（逆流）されても、このような問題を感知し得ない欠
点を有する。また、所要酸化剤が過量で投入される場合
にも、光透過の原理にだけ依存すると、溶液の均衡が砕
けて腐食能力が悪化することを感知し得ないので、適用
に限界がある。特に、合金のように、種々の金属が化合
された場合、それぞれの腐食溶液が固有のカラーを有
し、光の透過度には関係なく腐食能力が変化するので、
このような腐食溶液再生装置は、このような合金などを
含む腐食溶液は十分に再生させ得ない問題点がある。し
たがって、腐食溶液中に合金成分（例えば、半導体リー
ドフレームのアロイ４２；Ｆｅ５８％＋Ｎｉ４２％、Ｓ
ｉ、Ｍｇなどの微量元素）が含まれている場合、腐食能
力を正確にモニターし得ないだけでなく、却って不良を
発生させる問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
産業分野で広く使用される腐食装置の腐食溶液を、作業
後、廃棄処理せず、単位装置内で自体再生し、続けて使
用して原価低減及び環境管理の能力を容易にするととも
に、更に溶液の腐食能力を向上させて一定水準に維持さ
せることで、作業性、経済性及び環境親和性を高め、生
産製品の品質を向上させることである。
産業分野で広く使用される腐食装置の腐食溶液を、作業
後、廃棄処理せず、単位装置内で自体再生し、続けて使
用して原価低減及び環境管理の能力を容易にするととも
に、更に溶液の腐食能力を向上させて一定水準に維持さ
せることで、作業性、経済性及び環境親和性を高め、生
産製品の品質を向上させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するための本発明の第１様態は、腐食溶液貯蔵タンクか
ら圧力スイッチ、第１カラーセンサーと第２カラーセン
サーを経由する配管ラインを通じて腐食溶液を循環させ
る循環部と、マイクロプロセッサの指示によって、酸及
び／又は酸化剤を含む添加溶液のなかで任意の前記添加
溶液を選択的に前記腐食溶液貯蔵タンク内の前記腐食溶
液に供給する添加溶液供給部と、を含み、前記第１カラ
ーセンサーは、前記腐食溶液貯蔵タンクから流入された
前記腐食溶液に特定の光を走査して、前記光の散乱をカ
ラーセンサーで感知し、そのデータを前記マイクロプロ
セッサに伝送し、前記マイクロプロセッサは、前記第１
カラーセンサーから感知データを受けて、既に設定され
ているカラーパターンと比較分析し、その結果によって
前記添加溶液を選定し、選択された前記添加溶液の投入
のために前記添加溶液供給部を作動させ、前記第２カラ
ーセンサーは、前記添加溶液供給部の次の段に位置し、
前記添加溶液が添加された前記腐食溶液の腐食能力回復
可否を感知して当該データを前記マイクロプロセッサに
伝送することを特徴とする金属化合物を含む腐食溶液の
再生装置である。
するための本発明の第１様態は、腐食溶液貯蔵タンクか
ら圧力スイッチ、第１カラーセンサーと第２カラーセン
サーを経由する配管ラインを通じて腐食溶液を循環させ
る循環部と、マイクロプロセッサの指示によって、酸及
び／又は酸化剤を含む添加溶液のなかで任意の前記添加
溶液を選択的に前記腐食溶液貯蔵タンク内の前記腐食溶
液に供給する添加溶液供給部と、を含み、前記第１カラ
ーセンサーは、前記腐食溶液貯蔵タンクから流入された
前記腐食溶液に特定の光を走査して、前記光の散乱をカ
ラーセンサーで感知し、そのデータを前記マイクロプロ
セッサに伝送し、前記マイクロプロセッサは、前記第１
カラーセンサーから感知データを受けて、既に設定され
ているカラーパターンと比較分析し、その結果によって
前記添加溶液を選定し、選択された前記添加溶液の投入
のために前記添加溶液供給部を作動させ、前記第２カラ
ーセンサーは、前記添加溶液供給部の次の段に位置し、
前記添加溶液が添加された前記腐食溶液の腐食能力回復
可否を感知して当該データを前記マイクロプロセッサに
伝送することを特徴とする金属化合物を含む腐食溶液の
再生装置である。
【０００７】前記のような目的を達成するための本発明
の第２様態は、配管ラインを通じて循環される腐食溶液
の腐食能力をモニターして、腐食溶液の腐食能力が所定
の臨界値以下である場合、酸又は酸化剤を含む一又は複
数の添加溶液を腐食溶液に添加することにより、金属化
合物を含む腐食溶液を再生する方法において、前記方法
が、腐食溶液をカラーセンサーで測定し、その結果デー
タをデジタル化した後、マイクロプロセッサに伝送する
第１段階と、カラーセンサーから受けた腐食溶液カラー
センシングデータを事前に実験／測定された比色計デー
タと比較する第２段階と、第２段階の比較結果によっ
て、添加が要求される一又は複数の添加溶液の種類を決
定して腐食溶液に添加する第３段階と、添加溶液の添加
された腐食溶液の腐食能力をカラーセンサーでモニター
し、その結果をマイクロプロセッサに伝送する第４段階
とを含むことを特徴とする金属化合物を含む腐食溶液の
再生方法である。
の第２様態は、配管ラインを通じて循環される腐食溶液
の腐食能力をモニターして、腐食溶液の腐食能力が所定
の臨界値以下である場合、酸又は酸化剤を含む一又は複
数の添加溶液を腐食溶液に添加することにより、金属化
合物を含む腐食溶液を再生する方法において、前記方法
が、腐食溶液をカラーセンサーで測定し、その結果デー
タをデジタル化した後、マイクロプロセッサに伝送する
第１段階と、カラーセンサーから受けた腐食溶液カラー
センシングデータを事前に実験／測定された比色計デー
タと比較する第２段階と、第２段階の比較結果によっ
て、添加が要求される一又は複数の添加溶液の種類を決
定して腐食溶液に添加する第３段階と、添加溶液の添加
された腐食溶液の腐食能力をカラーセンサーでモニター
し、その結果をマイクロプロセッサに伝送する第４段階
とを含むことを特徴とする金属化合物を含む腐食溶液の
再生方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
をより詳細に説明する。
をより詳細に説明する。
【０００９】本発明の金属化合物を含む腐食溶液の再生
装置において、腐食溶液の腐食能力は、溶液内の金属成
分による酸化還元電位差（ＯＲＰ）の水準によって決定
され、このような酸化還元電位差により腐食溶液はそれ
ぞれ固有の色相を呈することに着目して成案した。すな
わち、本発明の金属化合物を含む腐食溶液の再生装置
は、腐食溶液の色相及び濃度を判別し、金属化合物の種
類によって、酸又は酸化剤などを含む種々の添加溶液の
なかで任意の添加溶液を腐食溶液に適宜添加することに
より、腐食溶液の腐食能力を回復させることを特徴とす
る。本発明の腐食溶液再生装置は、塩化銅（ＣｕＣ
ｌ２）、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、塩化第２鉄
（ＦｅＣｌ３）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化錫
（ＳｎＣｌ２）などの金属化合物を単独で含むか又は合
金の形態で含む全ての種類の腐食溶液に対して使用でき
る。
装置において、腐食溶液の腐食能力は、溶液内の金属成
分による酸化還元電位差（ＯＲＰ）の水準によって決定
され、このような酸化還元電位差により腐食溶液はそれ
ぞれ固有の色相を呈することに着目して成案した。すな
わち、本発明の金属化合物を含む腐食溶液の再生装置
は、腐食溶液の色相及び濃度を判別し、金属化合物の種
類によって、酸又は酸化剤などを含む種々の添加溶液の
なかで任意の添加溶液を腐食溶液に適宜添加することに
より、腐食溶液の腐食能力を回復させることを特徴とす
る。本発明の腐食溶液再生装置は、塩化銅（ＣｕＣ
ｌ２）、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、塩化第２鉄
（ＦｅＣｌ３）、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、塩化錫
（ＳｎＣｌ２）などの金属化合物を単独で含むか又は合
金の形態で含む全ての種類の腐食溶液に対して使用でき
る。
【００１０】図２に示すように、本発明の金属化合物を
含む腐食溶液の再生装置は、循環部、添加溶液供給部、
第１カラーセンサー、マイクロプロセッサ、及び第２カ
ラーセンサーを含むことを特徴とする。一般に、腐食溶
液は、エッチング工程が進行するにしたがって種々の腐
食物を含むことになり、その量は漸次増加することにな
る。例えば、腐食溶液中では、下記反応式１のような反
応が進行され、腐食溶液の色が薄い緑色から赤色及び褐
色の複合色相に変化することになる。腐食溶液の色相が
薄い緑色から赤色に変化する場合、カラーセンサーＲ、
Ｇ、Ｂの電気信号の変化を図３に示した。このようなカ
ラーセンサーＲ、Ｇ、Ｂの電気信号変化はＲ、Ｇ及びＢ
のそれぞれの絶対値の変化も重要であるが、Ｒ、Ｇ、Ｂ
値間の相対的な変化も腐食溶液の腐食能力を評価し得る
重要なパラメータとなる。本発明の装置は、このような
腐食溶液の色変化をカラーセンサーで感知し、マイクロ
プロセッサにより分析して、腐食溶液内に生成された腐
食物を再酸化させて再活用することを特徴とする。
含む腐食溶液の再生装置は、循環部、添加溶液供給部、
第１カラーセンサー、マイクロプロセッサ、及び第２カ
ラーセンサーを含むことを特徴とする。一般に、腐食溶
液は、エッチング工程が進行するにしたがって種々の腐
食物を含むことになり、その量は漸次増加することにな
る。例えば、腐食溶液中では、下記反応式１のような反
応が進行され、腐食溶液の色が薄い緑色から赤色及び褐
色の複合色相に変化することになる。腐食溶液の色相が
薄い緑色から赤色に変化する場合、カラーセンサーＲ、
Ｇ、Ｂの電気信号の変化を図３に示した。このようなカ
ラーセンサーＲ、Ｇ、Ｂの電気信号変化はＲ、Ｇ及びＢ
のそれぞれの絶対値の変化も重要であるが、Ｒ、Ｇ、Ｂ
値間の相対的な変化も腐食溶液の腐食能力を評価し得る
重要なパラメータとなる。本発明の装置は、このような
腐食溶液の色変化をカラーセンサーで感知し、マイクロ
プロセッサにより分析して、腐食溶液内に生成された腐
食物を再酸化させて再活用することを特徴とする。
【００１１】［反応式１］
Ｆｅ＋２ＦｅＣｌ３→３ＦｅＣｌ２
Ｎｉ＋２ＦｅＣｌ３→ＮｉＣｌ２＋２ＦｅＣｌ２
Ｃｕ＋ＣｕＣｌ２ →２ＣｕＣｌ
本発明の金属化合物を含む腐食溶液の再生装置におい
て、循環部（図示せず）は腐食溶液を配管ラインを介し
て圧力スイッチ１、第１カラーセンサー２及び第２カラ
ーセンサー３を経由して循環させる。配管ラインを通じ
て入力された溶液は、第１カラーセンサー２により、溶
液のカラー状態が感知される。カラーセンシングデータ
は増幅された後、アナログ−デジタル変換されてマイク
ロプロセッサ１００に入力され、本発明の装置は事前に
プログラムされたとおりに無人／自動に運転される。こ
のようなカラーセンシングデータは、マイクロプロセッ
サ１００の第１カラー分析プロセッサに入力されて、既
に設定されているカラーパターンと比較分析される。
て、循環部（図示せず）は腐食溶液を配管ラインを介し
て圧力スイッチ１、第１カラーセンサー２及び第２カラ
ーセンサー３を経由して循環させる。配管ラインを通じ
て入力された溶液は、第１カラーセンサー２により、溶
液のカラー状態が感知される。カラーセンシングデータ
は増幅された後、アナログ−デジタル変換されてマイク
ロプロセッサ１００に入力され、本発明の装置は事前に
プログラムされたとおりに無人／自動に運転される。こ
のようなカラーセンシングデータは、マイクロプロセッ
サ１００の第１カラー分析プロセッサに入力されて、既
に設定されているカラーパターンと比較分析される。
【００１２】具体的に、前記第１カラーセンサー２は、
腐食溶液に特定の光を走査し、溶液内に溶解されている
粒子性物質により起こる光の散乱を赤、緑、青の３カラ
ーセンサーで検出し、マイクロプロセッサ１００によ
り、事前に試験／分析された比色計データと比較分析し
て、腐食溶液中の腐食物を再酸化させ得る特定の添加溶
液を選定する。本発明の腐食溶液再生装置に入力される
溶液は、装置が作動する間につづいて比較／分析され
る。
腐食溶液に特定の光を走査し、溶液内に溶解されている
粒子性物質により起こる光の散乱を赤、緑、青の３カラ
ーセンサーで検出し、マイクロプロセッサ１００によ
り、事前に試験／分析された比色計データと比較分析し
て、腐食溶液中の腐食物を再酸化させ得る特定の添加溶
液を選定する。本発明の腐食溶液再生装置に入力される
溶液は、装置が作動する間につづいて比較／分析され
る。
【００１３】添加溶液供給部２００は、マイクロプロセ
ッサ１００の指示によって、酸及び／又は酸化剤を含む
添加溶液のなかで任意の添加溶液を選択的に腐食溶液貯
蔵タンク３００内の腐食溶液に供給する。本発明に使用
される添加溶液は特に制限されないが、好ましくは、Ｎ
Ｈ４Ｃｌ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ３などを
含む。添加溶液の添加により腐食溶液が増量され、オー
バーフローされる溶液は腐食溶液貯蔵タンク３００から
除去できる。
ッサ１００の指示によって、酸及び／又は酸化剤を含む
添加溶液のなかで任意の添加溶液を選択的に腐食溶液貯
蔵タンク３００内の腐食溶液に供給する。本発明に使用
される添加溶液は特に制限されないが、好ましくは、Ｎ
Ｈ４Ｃｌ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ３などを
含む。添加溶液の添加により腐食溶液が増量され、オー
バーフローされる溶液は腐食溶液貯蔵タンク３００から
除去できる。
【００１４】一方、マイクロプロセッサ１００は、第１
カラーセンサー２より感知データを受け、設定されてい
るカラーパターンと比較分析して、その結果によって添
加溶液を選定し、選択された添加溶液の投入のために、
添加溶液供給部２００を作動させ、第２カラーセンサー
３は、前記添加溶液供給部２００のつぎの段に位置し
て、添加溶液が添加された腐食溶液の腐食能力の回復可
否を感知し、当該データをマイクロプロセッサ１００に
伝送する。
カラーセンサー２より感知データを受け、設定されてい
るカラーパターンと比較分析して、その結果によって添
加溶液を選定し、選択された添加溶液の投入のために、
添加溶液供給部２００を作動させ、第２カラーセンサー
３は、前記添加溶液供給部２００のつぎの段に位置し
て、添加溶液が添加された腐食溶液の腐食能力の回復可
否を感知し、当該データをマイクロプロセッサ１００に
伝送する。
【００１５】好ましくは、本発明の前記マイクロプロセ
ッサ１００は、第１及び第２カラーセンサー２、３から
の感知信号を受ける入力モジュール１２０と、マイクロ
プロセッサの出力信号を電気信号に変換して添加溶液供
給部２００に伝送し、警告部１６０を作動させる出力モ
ジュール１１０と、第１カラーセンサー２で感知された
腐食溶液のカラーに対するデータを受け、事前に試験／
分析された比色計データと比較して特定腐食物の含量を
決定した後、これによって添加溶液の選定及び投入を指
示する信号をメインプロセッサ１７０に伝送する第１カ
ラー分析プロセッサ１３０と、第２カラーセンサー３で
感知された腐食溶液のカラーに対するデータを受けてメ
インプロセッサ１７０に伝送する第２カラー分析プロセ
ッサ１４０と、現在の腐食溶液の腐食能力状態を表示す
る状態表示部１５０と、第１カラーセンサー２からの感
知データを受け、設定されているカラーパターンと比較
分析し、その結果によって添加溶液を選定し、選択され
た添加溶液の投入のために添加溶液供給部２００を作動
させるメインプロセッサ１７０と、使用者の操作のため
の操作スイッチパネル１８０と、腐食溶液の腐食能力低
下を警告する警告部１６０とを含む。
ッサ１００は、第１及び第２カラーセンサー２、３から
の感知信号を受ける入力モジュール１２０と、マイクロ
プロセッサの出力信号を電気信号に変換して添加溶液供
給部２００に伝送し、警告部１６０を作動させる出力モ
ジュール１１０と、第１カラーセンサー２で感知された
腐食溶液のカラーに対するデータを受け、事前に試験／
分析された比色計データと比較して特定腐食物の含量を
決定した後、これによって添加溶液の選定及び投入を指
示する信号をメインプロセッサ１７０に伝送する第１カ
ラー分析プロセッサ１３０と、第２カラーセンサー３で
感知された腐食溶液のカラーに対するデータを受けてメ
インプロセッサ１７０に伝送する第２カラー分析プロセ
ッサ１４０と、現在の腐食溶液の腐食能力状態を表示す
る状態表示部１５０と、第１カラーセンサー２からの感
知データを受け、設定されているカラーパターンと比較
分析し、その結果によって添加溶液を選定し、選択され
た添加溶液の投入のために添加溶液供給部２００を作動
させるメインプロセッサ１７０と、使用者の操作のため
の操作スイッチパネル１８０と、腐食溶液の腐食能力低
下を警告する警告部１６０とを含む。
【００１６】本発明の腐食溶液再生装置において、前記
添加溶液供給部２００は、添加溶液の有無を感知して、
溶液が不足な場合、これを警告する信号をマイクロプロ
セッサに伝送する水位レベルスイッチが装着された添加
溶液を受容している複数の添加溶液貯蔵タンク２１１、
２１２、２１３と、前記マイクロプロセッサ１００の判
断によって、添加溶液を貯蔵タンク２１１、２１２、２
１３より腐食溶液配管ラインに供給する複数のポンプ２
２１、２２２、２２３と、添加溶液が配管を通じて供給
されるかを感知して、マイクロプロセッサにその結果を
伝達する複数のフロースイッチ２３１、２３２、２３３
と、マイクロプロセッサからのｏｎ／ｏｆｆ信号に応じ
て、添加溶液の供給又は遮断を調節する複数の供給調節
バルブ２４１、２４２、２４３とを含む。ここにおい
て、好ましくは、添加溶液供給調節バルブ２４１、２４
２、２４３はソレノイドバルブである。
添加溶液供給部２００は、添加溶液の有無を感知して、
溶液が不足な場合、これを警告する信号をマイクロプロ
セッサに伝送する水位レベルスイッチが装着された添加
溶液を受容している複数の添加溶液貯蔵タンク２１１、
２１２、２１３と、前記マイクロプロセッサ１００の判
断によって、添加溶液を貯蔵タンク２１１、２１２、２
１３より腐食溶液配管ラインに供給する複数のポンプ２
２１、２２２、２２３と、添加溶液が配管を通じて供給
されるかを感知して、マイクロプロセッサにその結果を
伝達する複数のフロースイッチ２３１、２３２、２３３
と、マイクロプロセッサからのｏｎ／ｏｆｆ信号に応じ
て、添加溶液の供給又は遮断を調節する複数の供給調節
バルブ２４１、２４２、２４３とを含む。ここにおい
て、好ましくは、添加溶液供給調節バルブ２４１、２４
２、２４３はソレノイドバルブである。
【００１７】本発明の腐食溶液再生装置は、前述した構
成要素のほかに、装置の故障及び異常的な誤作動を監視
し、腐食溶液を安定状態に維持する比重計５及び酸メー
ター４を更に含むことができる。本発明において、前記
酸メーターは、例えば、ＨＣｌの規定濃度を測定する装
置で、酸化速度を測定することにより、本発明の腐食溶
液再生装置の正常動作をモニタリングすることができ
る。
成要素のほかに、装置の故障及び異常的な誤作動を監視
し、腐食溶液を安定状態に維持する比重計５及び酸メー
ター４を更に含むことができる。本発明において、前記
酸メーターは、例えば、ＨＣｌの規定濃度を測定する装
置で、酸化速度を測定することにより、本発明の腐食溶
液再生装置の正常動作をモニタリングすることができ
る。
【００１８】次に、本発明の金属化合物を含む腐食溶液
の再生装置の動作を説明する。第１カラーセンサー２及
び第１カラー分析プロセッサ１３０の出力信号に応じ
て、メインプロセッサ１７０は種々の添加溶液Ａ、Ｂ、
Ｃのなかで適当な添加溶液を選定し、出力モジュール１
１０を通じて添加溶液供給部２００のポンプ２２１、２
２２、２２３を作動し、ソレノイドバルブ２４１、２４
２、２４３をオープンする。この際に、添加溶液貯蔵タ
ンク２１１、２１２、２１３の水位が基準値以下である
場合、ローレベル信号が発生し、その信号は入力モジュ
ール１２０を通じてメインプロセッサ１７０に伝達され
て、本発明の装置の作動を中断し、状態表示部１５０に
アラム内容を表示し、警告部１６０を作動させて作業者
に知らせる。
の再生装置の動作を説明する。第１カラーセンサー２及
び第１カラー分析プロセッサ１３０の出力信号に応じ
て、メインプロセッサ１７０は種々の添加溶液Ａ、Ｂ、
Ｃのなかで適当な添加溶液を選定し、出力モジュール１
１０を通じて添加溶液供給部２００のポンプ２２１、２
２２、２２３を作動し、ソレノイドバルブ２４１、２４
２、２４３をオープンする。この際に、添加溶液貯蔵タ
ンク２１１、２１２、２１３の水位が基準値以下である
場合、ローレベル信号が発生し、その信号は入力モジュ
ール１２０を通じてメインプロセッサ１７０に伝達され
て、本発明の装置の作動を中断し、状態表示部１５０に
アラム内容を表示し、警告部１６０を作動させて作業者
に知らせる。
【００１９】添加溶液貯蔵タンク２１１、２１２、２１
３がローレベルでない場合、添加溶液は配管ラインを通
じて腐食溶液配管ラインに伝達され、正常に溶液が投入
される場合には、フロースイッチ２３１、２３２、２３
３が作動して、入力モジュール１２０を通じてメインプ
ロセッサ１７０に添加溶液の添加に対する情報を伝達す
る。
３がローレベルでない場合、添加溶液は配管ラインを通
じて腐食溶液配管ラインに伝達され、正常に溶液が投入
される場合には、フロースイッチ２３１、２３２、２３
３が作動して、入力モジュール１２０を通じてメインプ
ロセッサ１７０に添加溶液の添加に対する情報を伝達す
る。
【００２０】仮に、メインプロセッサ１７０が添加溶液
の投入を指示した後、任意の遅延時間後にもフロースイ
ッチ２３１、２３２、２３３が作動しない場合には、配
管ライン、供給調節バルブ２４１、２４２、２４３、又
はポンプ２２１、２２２、２２３の作動異常と判断し
て、制御装置はアラム状態となり、警告部１６０を通じ
て作業者に警告し、その状態を状態表示部１５０に表示
するとともに溶液の注入を遮断して、間違った溶液の状
態を作らないように添加溶液の供給を中断する。添加溶
液の投入量は、１回の投入時、腐食溶液貯蔵タンク容量
及び作業条件を基準に選定された任意の時間、設定によ
る投入を進行する。
の投入を指示した後、任意の遅延時間後にもフロースイ
ッチ２３１、２３２、２３３が作動しない場合には、配
管ライン、供給調節バルブ２４１、２４２、２４３、又
はポンプ２２１、２２２、２２３の作動異常と判断し
て、制御装置はアラム状態となり、警告部１６０を通じ
て作業者に警告し、その状態を状態表示部１５０に表示
するとともに溶液の注入を遮断して、間違った溶液の状
態を作らないように添加溶液の供給を中断する。添加溶
液の投入量は、１回の投入時、腐食溶液貯蔵タンク容量
及び作業条件を基準に選定された任意の時間、設定によ
る投入を進行する。
【００２１】添加溶液が添加された後、腐食溶液と添加
溶液が混合されて、化学的特性が変化する。例えば、腐
食溶液内では、下記反応式２のような反応により腐食物
が再酸化され、このようになると、腐食溶液の色が赤色
などの色から薄緑色に変化する。このように変化された
状態は、第２カラーセンサー３及び第２カラー分析プロ
セッサ１４０により感知及び分析される。
溶液が混合されて、化学的特性が変化する。例えば、腐
食溶液内では、下記反応式２のような反応により腐食物
が再酸化され、このようになると、腐食溶液の色が赤色
などの色から薄緑色に変化する。このように変化された
状態は、第２カラーセンサー３及び第２カラー分析プロ
セッサ１４０により感知及び分析される。
【００２２】［反応式２］
２ＦｅＣｌ２ ＋ Ｃｌ２ → ２ＦｅＣｌ３
２ＣｕＣｌ ＋ Ｃｌ２ → ２ＣｕＣｌ２
添加溶液の投入により腐食溶液が正常状態に還元される
場合、制御装置は腐食溶液状態の検出段階に移転するこ
とになるが、添加溶液の添加後にも腐食溶液が正常状態
に還元されない場合、添加溶液を他種に（例えば、
（Ａ）→（Ｂ））交替して添加溶液投入サイクルを繰り
返し実施する。
場合、制御装置は腐食溶液状態の検出段階に移転するこ
とになるが、添加溶液の添加後にも腐食溶液が正常状態
に還元されない場合、添加溶液を他種に（例えば、
（Ａ）→（Ｂ））交替して添加溶液投入サイクルを繰り
返し実施する。
【００２３】仮に、添加溶液を投入しなかった状態で、
第１及び第２カラーセンサー２、３により分析されたデ
ータ間の差が設定値以上である場合、センサーの異常と
判断してアラムで処理し、その状態を状態表示部１５０
に表示し、警告部１６０を通じて作業者に警告する。
第１及び第２カラーセンサー２、３により分析されたデ
ータ間の差が設定値以上である場合、センサーの異常と
判断してアラムで処理し、その状態を状態表示部１５０
に表示し、警告部１６０を通じて作業者に警告する。
【００２４】一方、装備の点検、溶液の交替などの事由
で溶液の状態を調整する必要がある場合、操作スイッチ
パネル１８０の手動操作スイッチにより、添加溶液Ａ、
Ｂ、Ｃを手動で投入することができる。この場合にも、
第１及び第２カラーセンサー２、３は溶液の状態を検出
して状態表示部１５０に表示することで、作業者の誤り
を防止する。
で溶液の状態を調整する必要がある場合、操作スイッチ
パネル１８０の手動操作スイッチにより、添加溶液Ａ、
Ｂ、Ｃを手動で投入することができる。この場合にも、
第１及び第２カラーセンサー２、３は溶液の状態を検出
して状態表示部１５０に表示することで、作業者の誤り
を防止する。
【００２５】更に、本発明の装置は装置の故障及び異常
的な誤作動を防止するための安全装置で、本発明の装置
が作動される間、腐食溶液貯蔵タンク３００の比重計５
及び酸メーター４の状態は入力モジュール１２０を通じ
てメインプロセッサ１７０でつづいて感知される。比重
又は酸メーターの異常的な変化が感知される場合、腐食
工程又は制御装置系のシステム系の異常と判断して、装
置の作動を比重計５及び酸メーター４の状態による演算
作業によりそれぞれの所要成分の添加溶液を第１及び第
２カラーセンサー２、３とは無関係に投入し始めるとと
もに、警告部１６０を通じて現在装置系の問題を状態表
示部１５０に表示することで、作業者に警告する。
的な誤作動を防止するための安全装置で、本発明の装置
が作動される間、腐食溶液貯蔵タンク３００の比重計５
及び酸メーター４の状態は入力モジュール１２０を通じ
てメインプロセッサ１７０でつづいて感知される。比重
又は酸メーターの異常的な変化が感知される場合、腐食
工程又は制御装置系のシステム系の異常と判断して、装
置の作動を比重計５及び酸メーター４の状態による演算
作業によりそれぞれの所要成分の添加溶液を第１及び第
２カラーセンサー２、３とは無関係に投入し始めるとと
もに、警告部１６０を通じて現在装置系の問題を状態表
示部１５０に表示することで、作業者に警告する。
【００２６】また、作動中、圧力スイッチ１がＯＦＦと
される場合、配管ラインを通じて腐食溶液が投入されな
い状態（製造工程の停止状態）と判断して、メインプロ
セッサ１７０は全てのポンプ２２１、２２２、２２３及
び供給調節バルブ２４１、２４２、２４３をＯＦＦ状態
とし、本発明の装置は待機状態に転換される。
される場合、配管ラインを通じて腐食溶液が投入されな
い状態（製造工程の停止状態）と判断して、メインプロ
セッサ１７０は全てのポンプ２２１、２２２、２２３及
び供給調節バルブ２４１、２４２、２４３をＯＦＦ状態
とし、本発明の装置は待機状態に転換される。
【００２７】次に、本発明による金属化合物を含む腐食
溶液の再生方法を説明する。本発明により各種のエッチ
ング工程に使用される腐食溶液を再生する場合には、配
管ラインを通じて循環される腐食溶液の腐食能力をモニ
ターして、腐食溶液の腐食能力が所定の臨界値以下であ
る場合、酸又は酸化剤を含む添加溶液を腐食溶液に添加
し、第１カラーセンサー２によりカラーセンシング法で
金属化合物の酸化還元電位差（ＯＲＰ）による固有色相
を分析して、その結果のデータをデジタル化してマイク
ロプロセッサ１００に貯蔵する（第１段階）。
溶液の再生方法を説明する。本発明により各種のエッチ
ング工程に使用される腐食溶液を再生する場合には、配
管ラインを通じて循環される腐食溶液の腐食能力をモニ
ターして、腐食溶液の腐食能力が所定の臨界値以下であ
る場合、酸又は酸化剤を含む添加溶液を腐食溶液に添加
し、第１カラーセンサー２によりカラーセンシング法で
金属化合物の酸化還元電位差（ＯＲＰ）による固有色相
を分析して、その結果のデータをデジタル化してマイク
ロプロセッサ１００に貯蔵する（第１段階）。
【００２８】第２段階では、第１カラーセンサー２から
受けた腐食溶液カラーセンシングデータを、事前に実験
／測定された金属化合物又は合金別比色計データと比較
する。
受けた腐食溶液カラーセンシングデータを、事前に実験
／測定された金属化合物又は合金別比色計データと比較
する。
【００２９】第３段階では、第２段階で分析、判断され
た溶液の状態（合金の種類、濃度など）によって、事前
に設定された添加溶液Ａ、Ｂ、Ｃのなかで適切な溶液を
選定して腐食溶液に添加する。
た溶液の状態（合金の種類、濃度など）によって、事前
に設定された添加溶液Ａ、Ｂ、Ｃのなかで適切な溶液を
選定して腐食溶液に添加する。
【００３０】添加溶液を投入してから攪拌した後、第３
段階で添加溶液が添加された状態の溶液を第２カラーセ
ンサーにより、第１カラーセンサーによりカラーセンシ
ングした方法と同様に感知して、カラーセンシングデー
タを増幅させた後、アナログ−デジタル変換してマイク
ロプロセッサに伝送する。カラーセンシングデータがマ
イクロプロセッサに入力されると、事前にプログラムさ
れたとおりに無人／自動に腐食溶液再生過程を行える。
段階で添加溶液が添加された状態の溶液を第２カラーセ
ンサーにより、第１カラーセンサーによりカラーセンシ
ングした方法と同様に感知して、カラーセンシングデー
タを増幅させた後、アナログ−デジタル変換してマイク
ロプロセッサに伝送する。カラーセンシングデータがマ
イクロプロセッサに入力されると、事前にプログラムさ
れたとおりに無人／自動に腐食溶液再生過程を行える。
【００３１】第２カラーセンサーで感知した結果、添加
溶液の投入により腐食溶液の腐食能力が正常状態に回復
された場合には、腐食溶液状態の検出段階に移動するこ
とになるが、添加溶液の添加後にも腐食溶液が正常状態
に還元されない場合は、添加溶液をほかの種類で交替し
て添加する。
溶液の投入により腐食溶液の腐食能力が正常状態に回復
された場合には、腐食溶液状態の検出段階に移動するこ
とになるが、添加溶液の添加後にも腐食溶液が正常状態
に還元されない場合は、添加溶液をほかの種類で交替し
て添加する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
既存に全量廃棄処分される重金属を含む廃腐食溶液を半
永久的に単位装置内で再活用することで、環境汚染問題
を解決することができ、溶液の交替及び調節にかかる人
的／物的費用及び時間を低減して、全体生産性を向上さ
せることができる。
既存に全量廃棄処分される重金属を含む廃腐食溶液を半
永久的に単位装置内で再活用することで、環境汚染問題
を解決することができ、溶液の交替及び調節にかかる人
的／物的費用及び時間を低減して、全体生産性を向上さ
せることができる。
【００３３】また、本発明の腐食溶液再生装置は、半導
体リードフレームに使用されるアロイ４２のような合金
類を含む腐食溶液の腐食能力も正確に検出して対処し得
るため、光透過度による従来の技術では不可能であった
ことに比べて、正確に腐食溶液の腐食能力を評価及び管
理することができる。
体リードフレームに使用されるアロイ４２のような合金
類を含む腐食溶液の腐食能力も正確に検出して対処し得
るため、光透過度による従来の技術では不可能であった
ことに比べて、正確に腐食溶液の腐食能力を評価及び管
理することができる。
【００３４】更に、本発明によると、カラーセンサー及
びマイクロプロセッサにより持続的に腐食溶液を監視及
び運転するので、製造工程上無人自動化運転が可能であ
り、図４に示すように、腐食溶液の腐食能力を安定で均
一に維持させることにより、均一で高品質の製品生産に
寄与することができる。
びマイクロプロセッサにより持続的に腐食溶液を監視及
び運転するので、製造工程上無人自動化運転が可能であ
り、図４に示すように、腐食溶液の腐食能力を安定で均
一に維持させることにより、均一で高品質の製品生産に
寄与することができる。
【図１】従来の腐食溶液の交替周期を説明するグラフで
ある。
ある。
【図２】本発明の金属化合物を含む腐食溶液の再生装置
の概略図である。
の概略図である。
【図３】腐食溶液の色変化をカラーセンサーにより電気
信号の変化で検出したグラフである。
信号の変化で検出したグラフである。
【図４】本発明による腐食溶液の腐食能力と作業時間の
相関関係を示すグラフである。
相関関係を示すグラフである。
１ 圧力スイッチ
２ 第１カラーセンサー
３ 第２カラーセンサー
４ 酸メーター
５ 比重計
１００ マイクロプロセッサ
１１０ 出力モジュール
１２０ 入力モジュール
１３０ 第１カラー分析プロセッサ
１４０ 第２カラー分析プロセッサ
１５０ 状態表示部
１６０ 警告部
１７０ メインプロセッサ
１８０ 操作スイッチパネル
２００ 添加溶液供給部
２１１、２１２、２１３ 添加溶液貯蔵タンク
２２１、２２２、２２３ ポンプ
２３３ フロースイッチ２４１、２４２、
２４３ 供給調節バルブ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23F 1/46
G01N 27/36
G01J 3/46
Claims (9)
- 【請求項１】 腐食溶液貯蔵タンクから圧力スイッチ、
第１カラーセンサーと第２カラーセンサーを経由する配
管ラインを通じて腐食溶液を循環させる循環部と、 マイクロプロセッサの指示によって、酸及び／又は酸化
剤を含む添加溶液のなかで任意の前記添加溶液を選択的
に前記腐食溶液貯蔵タンク内の前記腐食溶液に供給する
添加溶液供給部と、を含み、 前記第１カラーセンサーは、前記 腐食溶液貯蔵タンクか
ら流入された前記腐食溶液に特定の光を走査して、前記
光の散乱をカラーセンサーで感知し、そのデータを前記
マイクロプロセッサに伝送し、 前記マイクロプロセッサは、前記 第１カラーセンサーか
ら感知データを受けて、既に設定されているカラーパタ
ーンと比較分析し、その結果によって前記添加溶液を選
定し、選択された前記添加溶液の投入のために前記添加
溶液供給部を作動させ、 前記第２カラーセンサーは、 前記添加溶液供給部の次の
段に位置し、前記添加溶液が添加された前記腐食溶液の
腐食能力回復可否を感知して当該データを前記マイクロ
プロセッサに伝送することを特徴とする金属化合物を含
む腐食溶液の再生装置。 - 【請求項２】 前記添加溶液供給部が、 添加溶液の有無を感知して、溶液が不足な場合、これを
警告する信号をマイクロプロセッサに伝送する水位レベ
ルスイッチが装着された添加溶液を受容している添加溶
液貯蔵タンクと、 前記マイクロプロセッサの判断によって、添加溶液を貯
蔵タンクより腐食溶液配管ラインに供給するポンプと、 添加溶液が配管を通じて供給されるかを感知して、マイ
クロプロセッサにその結果を伝達するフロースイッチ
と、 マイクロプロセッサからのｏｎ／ｏｆｆ信号に応じて、
添加溶液の供給又は遮断を調節する供給調節バルブとを
含むことを特徴とする請求項１記載の金属化合物を含む
腐食溶液の再生装置。 - 【請求項３】 前記マイクロプロセッサが、 第１及び第２カラーセンサーからの感知信号を受ける入
力モジュールと、 マイクロプロセッサの出力信号を電気信号に変換して添
加溶液供給部に伝送し、警告部を作動させる出力モジュ
ールと、 第１カラーセンサーで感知された腐食溶液のカラーに対
するデータを受けて処理した後、メインプロセッサに伝
送する第１カラー分析プロセッサと、 第２カラーセンサーで感知された腐食溶液のカラーに対
するデータを受けて処理した後、メインプロセッサに伝
送する第２カラー分析プロセッサと、 現在の腐食溶液の腐食能力状態を表示する状態表示部
と、 第１カラーセンサーからの感知データを受け、設定され
ているカラーパターンと比較分析して、その結果によっ
て添加溶液を選定し、選択された添加溶液の投入のため
に添加溶液供給部を作動させるメインプロセッサと、 使用者の操作のための操作スイッチパネルと、 腐食溶液の腐食能力低下を警告する警告部とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の金属化合物を含む腐食溶液
の再生装置。 - 【請求項４】 前記装置が、 異常的な事由による腐食溶液の急激な比重変化を監視
し、溶液を安定状態に維持する比重計と、酸の規定濃度を測定する酸メーター とを更に含むことを
特徴とする請求項１記載の金属化合物を含む腐食溶液の
再生装置。 - 【請求項５】 前記供給調節バルブがソレノイドバルブ
であることを特徴とする請求項２記載の金属化合物を含
む腐食溶液の再生装置。 - 【請求項６】 前記マイクロプロセッサが赤、緑、青の
各々の電気的信号の大きさの変化及びこれらの間の相対
的な値の変化を分析することを特徴とする請求項１記載
の再生装置。 - 【請求項７】 配管ラインを通じて循環される腐食溶液
の腐食能力をモニターして、腐食溶液の腐食能力が所定
の臨界値以下である場合、酸又は酸化剤を含む一又は複
数の添加溶液を腐食溶液に添加することにより、金属化
合物を含む腐食溶液を再生する方法において、前記方法
が、 腐食溶液をカラーセンサーで測定し、その結果データを
デジタル化した後、マイクロプロセッサに伝送する第１
段階と、 カラーセンサーから受けた腐食溶液カラーセンシングデ
ータを事前に実験／測定された比色計データと比較する
第２段階と、 第２段階の比較結果によって、添加が要求される一又は
複数の添加溶液の種類を決定して腐食溶液に添加する第
３段階と、 添加溶液の添加された腐食溶液の腐食能力をカラーセン
サーでモニターし、その結果をマイクロプロセッサに伝
送する第４段階とを含むことを特徴とする金属化合物を
含む腐食溶液の再生方法。 - 【請求項８】 前記方法が、 第４段階につづいて、カラーセンシングの結果、腐食溶
液の腐食能力が回復されていないと判断される場合、添
加溶液の種類を変更して第３段階を行うが、腐食能力が
回復されたと判断される場合、第１段階に進行する過程
を更に含むことを特徴とする請求項7記載の金属化合物
を含む腐食溶液の再生方法。 - 【請求項９】 前記カラーデーターがカラーセンサー上
の赤、緑、青の電気的信号の絶対的な値及びこれらの間
の相対的な値を含む請求項7記載の再生方法。
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|---|---|---|---|
| KR1020000029056A KR100355459B1 (ko) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 금속화합물을 포함한 부식용액의 재생장치 및 방법 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000358005A Expired - Fee Related JP3407731B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-11-24 | 金属化合物を含む腐食溶液の再生装置及び方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3407731B2 (ja) |
| KR (1) | KR100355459B1 (ja) |
| CN (1) | CN1229520C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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