JP6411741B2 - 電解処理方法及び電解処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理方法、及び当該電界処理方法を行うための電解処理装置に関する。
電解プロセス（電解処理）は、めっき処理やエッチング処理等の種々の処理に用いられる技術である。
かかるめっき処理は、例えば特許文献１に記載されためっき装置で行われる。めっき装置はめっき液を貯留するめっき槽を有し、めっき槽の内部はレギュレーションプレートによって区画されている。区画された一の区画にはアノードが配置され、他の区画には被処理体（基板）が浸漬されて、上記レギュレーションプレートによりアノードと被処理体間の電位分布が調整される。そして、めっき槽内のめっき液に被処理体を浸漬させた後、アノードを陽極とし、被処理体を陰極として電圧を印加し、当該アノードと被処理体間に電流を流す。この電流によってめっき液中の金属イオンを被処理体側に移動させ、さらに当該金属イオンを被処理体側でめっき金属として析出させて、めっき処理が行われる。
また、例えば特許文献２に記載されためっき装置では、被処理体をめっき処理する際、めっき槽内のめっき液を撹拌して循環させることが行われている。
ここで、めっき処理におけるめっきレートを向上させるためには、例えば特許文献１に記載されためっき処理において電界を高くし、或いは特許文献２に記載されたようにめっき液を撹拌して循環させることが考えられる。しかしながら、前者のように電界を高くすると、水の電気分解も進行する場合がある。かかる場合、水の電気分解により発生する水素気泡によって、被処理体に析出するめっき金属中にボイドが発生する。また、後者のようにめっき液を撹拌する場合、大掛かりな撹拌機構が必要となる。そして装置構成上、このような撹拌機構を設けることができない場合もある。
また、例えば特許文献１に記載されためっき処理では、被処理体側に十分な金属イオンが集積していない場合にも、アノードと被処理体間に電流が流れるため、めっき処理の効率が悪い。
さらに、上述のように十分な金属イオンが集積していない状態でめっき処理が行われると、すなわち被処理体に到達した金属イオンから順次析出させるようにすると、被処理体においてめっき金属が不均一に析出し、めっき処理が均一に行われない。しかも、めっき金属中の結晶が密にならないので、品質に改善の余地がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行うことを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理方法であって、前記処理液を挟むように直接電極と対向電極をそれぞれ配置すると共に、前記処理液と絶縁して設けられ、当該処理液に電界を形成する間接電極を配置する電極配置工程と、前記間接電極に電圧を印加することで、前記処理液中の被処理イオンを前記対向電極側に移動させる被処理イオン移動工程と、前記直接電極と前記対向電極との間に電圧を印加することで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元する被処理イオン酸化還元工程と、を有し、前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極によって被処理イオンを移動させる際には、当該被処理イオンの電荷交換は行われないことを特徴としている。
例えば被処理イオンが陽イオンの場合、間接電極に電圧を印加して電界（静電場）を形成すると、間接電極及び直接電極側に負の荷電粒子が集まり、対向電極側に被処理イオンが移動する。そして直接電極を陽極とし、対向電極を陰極として電圧を印加して、直接電極と対向電極との間に電流を流す。そうすると、対向電極側に移動した被処理イオンの電荷が交換されて、被処理イオンが還元される。
また、例えば被処理イオンが陰イオンの場合も同様に、間接電極に電圧を印加して電界を形成すると、対向電極側に被処理イオンが移動する。そして直接電極を陰極とし、対向電極を陽極として電圧を印加して、直接電極と対向電極との間に電流を流す。そうすると、対向電極側に移動した被処理イオンの電荷が交換されて、被処理イオンが酸化される。
このように本発明では、間接電極による被処理イオンの移動と直接電極及び対向電極による被処理イオンの酸化又は還元（以下、単に「酸化還元」という場合がある）が個別に行われるので、間接電極によって被処理イオンを移動させる際には、当該被処理イオンの電荷交換は行われない。このため、従来のような水の電気分解を抑制しながら、間接電極に電圧を印加する際の電界を高くすることができる。この高電界によって被処理イオンの移動が速くなり、電解処理のレートを向上させることができる。しかも、電解処理のレートを向上させるため、従来のようにめっき液を攪拌及び循環させるための大掛かりな機構が必要なく、装置構成を簡易化することができる。
また、対向電極側に十分な被処理イオンが集積した状態で被処理イオンの酸化還元を行うことができるので、従来のようにアノードと被処理体間に多くの電流を流す必要がなく、被処理イオンを効率よく酸化還元できる。
また、対向電極表面に被処理イオンを略均一に配列した後に電荷交換、すなわち電解処理を行うので、均一で高品質の膜質を実現させることができる。
前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極をそれぞれ対向して配置してもよい。
前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極を表裏一体に配置してもよい。かかる場合、前記電極配置工程において、前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置してもよい。或いは、前記電極配置工程において、前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置してもよい。
前記電極配置工程において、前記間接電極と前記対向電極をそれぞれ対向して配置してもよい。
前記電極配置工程において、複数の前記対向電極を配置してもよい。
前記電極配置工程において、前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極をそれぞれ前記処理液中に浸漬して配置してもよい。
前記電極配置工程において、前記対向電極の上面に前記処理液を供給し、さらに当該処理液上に前記直接電極を配置してもよい。かかる場合、前記電極配置工程において、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に前記間接電極を配置してもよい。
前記直接電極は、前記電極配置工程及び前記被処理イオン移動工程において、電気的にフローティング状態に維持されていてもよい。
前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、前記被処理イオン酸化還元工程において、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であってもよい。
前記電極配置工程において、前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して配置され、前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極と前記対向電極との間に電圧を印加し、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させてもよい。
別な観点による本発明は、処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理装置であって、前記処理液を挟むように配置された直接電極と対向電極を有し、さらに前記処理液と絶縁して設けられ、当該処理液に電界を形成する間接電極を有し、前記間接電極は、電圧が印加されることで、前記処理液中の被処理イオンを対向電極側に移動させ、前記直接電極は、前記対向電極との間で電圧が印加されることで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元し、前記間接電極によって被処理イオンを移動させる際には、当該被処理イオンの電荷交換は行われないことを特徴としている。
前記直接電極と前記間接電極は、それぞれ対向して配置されていてもよい。
前記直接電極と前記間接電極は、表裏一体に配置されていてもよい。かかる場合、前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていてもよい。或いは、前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていてもよい。
前記間接電極と前記対向電極は、それぞれ対向して配置されていてもよい。
前記対向電極は、複数配置されていてもよい。
前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極は、それぞれ前記処理液中に浸漬して配置されていてもよい。
前記対向電極の上面に前記処理液が供給され、さらに当該処理液上に前記直接電極が配置されていてもよい。かかる場合、前記間接電極は、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に配置されていてもよい。
前記直接電極は、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元する以外の場合には電気的にフローティング状態に維持されていてもよい。
前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であってもよい。
前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して設けられ、前記間接電極は、前記対向電極との間で電圧が印加されることで、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させてもよい。
本発明によれば、処理液中の被処理イオンを用いて、被処理体に対する所定の処理を効率よく且つ適切に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、本発明にかかる電解処理としてめっき処理を行う場合について説明する。図１は、本実施の形態にかかる電解処理装置としてのめっき処理装置１の構成の概略を示す縦断面図である。なお、以下の説明で用いる図面において、各構成要素の寸法は、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の寸法に対応していない。
めっき処理装置１は、内部に処理液としてのめっき液Ｍを貯留するめっき槽１０を有している。めっき液Ｍとしては、例えば硫酸銅と硫酸を溶解した混合液が用いられる。このめっき液Ｍ中には、被処理イオンとして銅イオンが含まれている。
めっき槽１０内には、直接電極２０、間接電極２１及び対向電極２２がめっき液Ｍに浸漬して配置されている。
間接電極２１には、当該間接電極２１を覆うように絶縁材２３が設けられている。直接電極２０と間接電極２１はそれぞれ同形状を有し、絶縁材２３を介して表裏一体に配置されている。なお、ここでいう表裏一体とは、例えば直接電極２０の表面と間接電極２１の裏面が絶縁材２３を介して当接し、直接電極２０と間接電極２１が一体構造を有していることをいう。
対向電極２２は、直接電極２０と間接電極２１に共通して設けられている。また対向電極２２は、めっき液Ｍを挟んで直接電極２０と間接電極２１に対向して配置されている。なお本実施の形態において、この対向電極２２はめっき処理される被処理体である。
直接電極２０、間接電極２１及び対向電極２２には、直流電源３０が接続されている。直接電極２０と間接電極２１は、それぞれ直流電源３０の正極側に接続されている。対向電極２２は、直流電源３０の負極側に接続されている。また直接電極２０と直流電源３０との間には、当該直接電極２０と直流電源３０の接続状態を切り替えるためのスイッチ３１が設けられている。スイッチ３１のオンオフは、制御部４０によって制御される。そしてスイッチ３１がオンの状態では、直接電極２０と直流電源３０が接続され、直接電極２０と対向電極２２との間に電流が流れる。またスイッチ３１がオフの状態では、直接電極２０と直流電源３０が切断され、直接電極２０と対向電極２２との間に電流が流れない。
次に、以上のように構成されためっき処理装置１を用いためっき処理について説明する。
図２に示すように間接電極２１と対向電極２２との間に直流電圧を連続的に印加しつつ、直接電極２０と対向電極２２との間に直流電圧をパルス状に印加する、いわゆるパルス電圧を印加する。
より詳細に説明すると、図３に示すように間接電極２１を陽極とし、対向電極２２を陰極として直流電圧を印加して、電界（静電場）を形成する。そうすると、間接電極２１及び直接電極２０側に負の荷電粒子である硫酸イオンＳが集まり、対向電極２２側に正の荷電粒子である銅イオンＣが移動する。
このとき、スイッチ３１をオフの状態にしておくことで、直接電極２０を電気的にフローティング状態にしておく。このような状況においては、直接電極２０、間接電極２１、対向電極２２のいずれの表面においても電荷交換が行われないので、静電場により引きつけられた荷電粒子が電極表面に配列されることになる。図３に示すように、被処理体である対向電極２２の表面においても銅イオンＣが略均一に配列される。対向電極２２表面で銅イオンＣの電荷交換が行われず、水の電気分解も抑制されるので、間接電極２１と対向電極２２との間に電圧を印加する際の電界を高くすることができる。そして、この高電界によって銅イオンＣの移動を速くできる。さらに、この電界を任意に制御することで、対向電極２２表面に配列される銅イオンＣも任意に制御される。
なお、本実施の形態においては、直接電極２０が陰極になるのを回避するため、直接電極２０をグランドに接続せず、電気的にフローティング状態にしている。
その後、十分な銅イオンＣが対向電極２２側に移動して集積すると、図４に示すようにスイッチ３１をオンにする。そして直接電極２０を陽極とし、対向電極２２を陰極として電圧を印加して、直接電極２０と対向電極２２との間に電流を流す。そうすると、対向電極２２表面に略均一に配列されている銅イオンＣとの電荷交換が行われ、銅イオンＣが還元されて、対向電極２２表面に銅めっき５０が析出する。なお、このとき硫酸イオンＳは直接電極２０によって酸化されている。
対向電極２２表面に十分な銅イオンＣが集積し、略均一に配列された状態で還元されるので、対向電極２２表面に銅めっき５０を均一に析出させることができる。結果的に、銅めっき５０における結晶の密度が高くなり、品質の良い銅めっき５０を形成することができる。従来のめっき工程においては、被処理体表面の電界強度分布に起因してめっき膜が不均一になるという問題が生じていた。しかし、本発明においては、対向電極２２の表面に銅イオンＣが略均一に配列された状態で還元を行っているので、めっき膜を均一かつ高品質に生成することができるのである。
その後、図５に示すように再びスイッチ３１をオフにし、間接電極２１と対向電極２２との間で電圧を印加して、対向電極２２側に銅イオンＣを移動させて集積させる。そして、十分な銅イオンＣが対向電極２２側に移動して集積するとスイッチ３１をオンにし、銅イオンＣを還元させる。
このように銅イオンＣの移動集積と銅イオンＣの還元が繰り返し行われることで、図６に示すように銅めっき５０が所定の膜厚に成長する。こうして、めっき処理装置１における一連のめっき処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、間接電極２１と対向電極２２との間に電圧を印加することにより銅イオンＣを対向電極２２側に移動させ、対向電極２２側に銅イオンＣを十分に集めた状態で、直接電極２０と対向電極２２との間に電圧を印加することにより対向電極２２側で銅イオンＣを還元することができる。このように銅イオンＣの移動と銅イオンＣの還元は、異なる電極間の電圧により個別に行われるので、めっき処理を短時間で効率よく行うことができる。
また、間接電極２１による銅イオンＣの移動と直接電極２０による銅イオンＣの還元が個別に行われるので、間接電極２１によって銅イオンＣを移動させる際には、当該銅イオンＣの電荷交換は行われない。このため、従来のような水の電気分解を抑制し、銅めっき５０中にボイドの発生を抑制し、間接電極２１に電圧を印加する際の電界を高くすることができる。この高電界によって銅イオンＣの移動が速くなり、めっき処理のめっきレートを向上させることができる。しかも、めっきレートを向上させるため、従来のようにめっき液を攪拌及び循環させるための大掛かりな機構が必要なく、装置構成を簡易化することができる。
また、間接電極２１と対向電極２２との間に直流電圧を連続的に印加することにより、常時、銅イオンＣを対向電極２２側に移動させることができ、さらに直接電極２０と対向電極２２との間に直流電圧をパルス状に印加することにより、対向電極２２側に十分な銅イオンＣが移動して集積した状態で、これら銅イオンＣを還元することができる。このため、従来のように直接電極と対向電極間に無駄な電流を流す必要がなく、銅イオンＣを効率よく還元できる。
また、対向電極２２表面に略均一に配置された銅イオンＣを均一に還元させることができるので、めっき処理を均一に行うことができる。しかも、銅イオンＣが略均一に配置されるので、銅めっき５０中の結晶を密に配置することができる。さらに、直接電極２０と対向電極２２間の直流電圧をパルス状に印加することにより電解反応を細分化でき、緻密な電解反応が可能で緻密な銅めっき５０を析出させることができる。したがって、めっき処理後の被処理体の品質を向上させることができる。
また、直接電極２０と間接電極２１は表裏一体に配置されているので、間接電極２１によって対向電極２２側に銅イオンＣを移動させる際、間接電極２１と直接電極２０側に硫酸イオンＳが集まり易い。しかも、この硫酸イオンＳは直接電極２０上に集まるので、直接電極２０と対向電極２２により銅イオンＣを還元する際、当該直接電極２０上の硫酸イオンＳの酸化反応が促進される。したがって、銅イオンＣをより効率よく還元することができる。
なお、直接電極２０と間接電極２１を表裏一体に配置する際の配置方法は様々なパターンが考えられる。図７に示すように、間接電極２１及び絶縁材２３を直接電極２０が完全に覆うように配置してもよい。このように配置すれば、より効率よく直接電極２０の表面上に硫酸イオンＳを集めることができる。
以上の実施の形態では、直接電極２０と間接電極２１は表裏一体に配置されていたが、図８に示すように離間して対向して配置されていてもよい。かかる場合であっても、間接電極２１によって対向電極２２側に銅イオンＣを移動させることができ、直接電極２０によって銅イオンＣを還元することができる。したがって、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。なお、図８の例において、間接電極２１はめっき槽１０の内部に設けられているが、間接電極２１はめっき槽１０の外部に設けられていてもよい。
以上の実施の形態において、対向電極２２は直接電極２０と間接電極２１に共通する電極として用いられていたが、間接電極２１は対向電極２２と対に用いられる必要はない。すなわち、間接電極２１は単独でコンデンサとして用いられ、当該間接電極２１に電圧を印加することで電界を形成してもよい。この電界によって間接電極２１及び直接電極２０側に硫酸イオンＳが移動し、対向電極２２側に銅イオンＣが移動する。なお直接電極２０については、当該直接電極２０と対向電極２２との間に電流を流して対向電極２２側に集積した銅イオンＣを還元するので、対向電極２２と対に用いられる必要がある。
かかる場合、間接電極２１の電源を直流電源３０と別の電源としてもよく、すなわち直流電源３０を直接電極２０と間接電極２１に共通の電源としなくてもよい。直接電極２０と間接電極２１の電源は任意に設定できる。
本実施の形態でも、間接電極２１に電圧を印加することで対向電極２２側に銅イオンＣを移動させることができるので、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
以上の実施の形態では、電解処理としてめっき処理を行う場合について説明したが、本発明は例えばエッチング処理等の種々の電解処理に適用することができる。
また、以上の実施の形態では対向電極２２側において銅イオンＣを還元する場合について説明したが、本発明は対向電極２２側において被処理イオンを酸化する場合にも適用できる。
かかる場合、被処理イオンは陰イオンであり、上記実施の形態において陽極と陰極を反対にして同様の電解処理を行えばよい。すなわち、間接電極２１に電圧を印加して電界を形成し、対向電極２２側に被処理イオンを移動させる。そして直接電極２０を陰極とし、対向電極２２を陽極として電圧を印加して、直接電極２０と対向電極２２との間に電流を流す。そうすると、対向電極２２側に移動した被処理イオンの電荷が交換されて、被処理イオンが酸化される。
本実施の形態においても、被処理イオンの酸化と還元の違いはあれ、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
以上の実施の形態のめっき処理装置１において、直接電極２０、間接電極２１及び対向電極２２の配置や電極構造は任意に設定することができる。
上記実施の形態において間接電極２１は直接電極２０側に設けられていたが、例えば図９に示すように対向電極２２側に設けられていてもよい。間接電極２１はめっき槽１０の外側面に設けられ、対向電極２２はめっき槽１０の内側面に設けられている。すなわち、間接電極２１と対向電極２２は、めっき槽１０を挟んで対向して配置されている。そして、めっき槽１０は電気的にフローティング状態になるように構成されている。
なお、例えばめっき槽１０が絶縁体の場合には、間接電極２１の周囲に設けられた絶縁材２３を省略してもよい。また、図９の例においては、間接電極２１はめっき槽１０の外側面に設けられているが、当該めっき槽１０の内部に設けられ、間接電極２１と対向電極２２との間にめっき液Ｍを介在させてもよい。
直接電極２０は直流電源３０の正極側に接続され、間接電極２１と対向電極２２はそれぞれ直流電源３０の負極側に接続される。また、上記実施の形態において直接電極２０と直流電源３０との間に設けられていたスイッチ３１は、対向電極２２と直流電源３０との間に設けられる。
かかるめっき処理装置１において、直接電極２０と間接電極２１との間に直流電圧を連続的に印加しつつ、直接電極２０と対向電極２２との間に直流電圧をパルス状に印加する。すなわち、先ず、直接電極２０を陽極とし、間接電極２１を陰極として直流電圧を印加することにより、直接電極２０側に硫酸イオンＳを移動させると共に、間接電極２１側、すなわち対向電極２２側に銅イオンＣを移動させる。その後、十分な銅イオンＣが対向電極２２側に移動して集積すると、直接電極２０を陽極とし、対向電極２２を陰極として電圧を印加することにより、対向電極２２表面の銅イオンＣが還元されて、当該対向電極２２表面に銅めっき５０が析出する。そして、銅イオンＣの移動集積と銅イオンＣの還元が繰り返し行われて、対向電極２２表面に対する一連のめっき処理が行われる。
本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。また、直接電極２０、間接電極２１及び対向電極２２の電極構造は様々な形状を取ることができ、図９に示したように間接電極２１がめっき槽１０の外部に設けられた場合には、当該めっき槽１０の形状に合わせて間接電極２１を自由に設計することができる。
なお、図９の例では対向電極２２側において銅イオンＣを還元する場合について説明したが、上述したように本発明は対向電極２２側において被処理イオンを酸化する場合にも適用できる。
例えば図１０に示すように電解処理装置としてのエッチング処理装置６０は、内部に処理液としてのエッチング液Ｅを貯留するエッチング液槽７０を有している。エッチング液Ｅとしては、例えばフッ酸とイソプロピルアルコールの混合液（ＨＦ／ＩＰＡ）やフッ酸とエタノールの混合液などが用いられる。
また、直接電極２０は直流電源３０の負極側に接続され、間接電極２１と対向電極２２はそれぞれ直流電源３０の正極側に接続される。なお、エッチング処理装置６０のその他の構成については、上記めっき処理装置１の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、直接電極２０を陰極とし、間接電極２１を陽極として直流電圧を連続的に印加することにより、直接電極２０側に正の荷電粒子Ｈを移動させると共に、間接電極２１側、すなわち対向電極２２側にエッチング液Ｅ中の陰イオンである被処理イオンＮを移動させる。その後、十分な被処理イオンＮが対向電極２２側に移動して集積すると、直接電極２０を陰極とし、対向電極２２を陽極として電圧を印加することにより、対向電極２２表面の被処理イオンＮが酸化され、対向電極２２表面がエッチングされる。そして、被処理イオンＮの移動集積と被処理イオンＮの酸化が繰り返し行われて、対向電極２２表面に対する一連のエッチング処理が行われる。
本実施の形態においても、被処理イオンの酸化と還元の違いはあれ、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
また、以上の実施の形態において、図１１に示すように対向電極２２は複数設けられていてもよい。これら複数の対向電極２２は、直流電源３０の負極側に並列に配置されている。なお、図１１のめっき処理装置１は、図８のめっき処理装置１において対向電極２２が複数設けられた例を示している。また、図１１の例では２つの対向電極２２を設けているが、対向電極２２の数は任意に設定できる。
かかる場合、間接電極２１を陽極とし、複数の対向電極２２を陰極として直流電圧を印加して、対向電極２２側に銅イオンＣを移動させると、各対向電極２２表面に銅イオンＣが略均一に集積する。その後、直接電極２０を陽極とし、対向電極２２を陰極として電圧を印加して、各対向電極２２表面の銅イオンＣが略均等に還元される。このように本実施の形態によれば、複数の対向電極２２に対して同時且つ均等にめっき処理を行うことができる。上述した特許文献１、２に記載されたように、従来、めっき処理を行う場合には、直接電極と対向電極が対向して設けられ、複数の対向電極を同時にめっき処理することはできなかった。これに対して、本実施の形態のめっき処理装置１では、複数の対向電極２２をバッチ処理できるのである。
なお、このような複数の対向電極２２に対するバッチ処理は、被処理イオンの酸化と還元の両方に適用することができる。酸化と還元を行うためには、直流電源３０の正極と負極の配置を反対にし、陽極と陰極を反対にして電解処理を行えばよい。
以上の実施のめっき処理装置１では、めっき槽１０内に貯留されためっき液Ｍを用いて対向電極２２にめっき処理を行っていたが、図１２に示すように対向電極２２上にめっき液Ｍを供給してめっき処理を行ってもよい。
例えば略平板状の対向電極２２の上面にめっき液Ｍが供給される。めっき液Ｍは、例えば表面張力によって対向電極２２上に留まる。このめっき液Ｍ上にさらに直接電極２０が配置される。対向電極２２の下面には、間接電極２１が配置される。直接電極２０は直流電源３０の正極側に接続され、間接電極２１と対向電極２２はそれぞれ直流電源３０の負極側に接続される。スイッチ３１は、対向電極２２と直流電源３０との間に設けられる。
かかる場合においても、上記実施の形態と同様に間接電極２１によって対向電極２２側に銅イオンＣを移動させることができ、直接電極２０によって銅イオンＣを還元することができる。したがって、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
なお、図１２では間接電極２１は対向電極２２の下面に設けられていたが、図１３に示すように直接電極２０の上面に設けられていてもよい。かかる場合、直接電極２０と間接電極２１はそれぞれ直流電源３０の正極側に接続され、対向電極２２は直流電源３０の負極側に接続される。スイッチ３１は、直接電極２０と直流電源３０との間に設けられる。そして、間接電極２１によって対向電極２２側に銅イオンＣを移動させ、直接電極２０によって銅イオンＣを還元する。
なお、このように直接電極２０、間接電極２１及び対向電極２２を積層して配置する場合においても、被処理イオンの酸化と還元の両方を行うことができる。酸化と還元を行うためには、直流電源３０の正極と負極の配置を反対にし、陽極と陰極を反対にして電解処理を行えばよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。
１ めっき処理装置
１０ めっき槽
２０ 直接電極
２１ 間接電極
２２ 対向電極
２３ 絶縁材
３０ 直流電源
３１ スイッチ
４０ 制御部
５０ 銅めっき
６０ エッチング処理装置
７０ エッチング液槽
Ｃ 銅イオン
Ｅ エッチング液
Ｈ 荷電粒子
Ｍ めっき液
Ｎ 被処理イオン
Ｓ 硫酸イオン
１０ めっき槽
２０ 直接電極
２１ 間接電極
２２ 対向電極
２３ 絶縁材
３０ 直流電源
３１ スイッチ
４０ 制御部
５０ 銅めっき
６０ エッチング処理装置
７０ エッチング液槽
Ｃ 銅イオン
Ｅ エッチング液
Ｈ 荷電粒子
Ｍ めっき液
Ｎ 被処理イオン
Ｓ 硫酸イオン
Claims (26)
- 処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理方法であって、
前記処理液を挟むように直接電極と対向電極をそれぞれ配置すると共に、前記処理液と絶縁して設けられ、当該処理液に電界を形成する間接電極を配置する電極配置工程と、
前記間接電極に電圧を印加することで、前記処理液中の被処理イオンを前記対向電極側に移動させる被処理イオン移動工程と、
前記直接電極と前記対向電極との間に電圧を印加することで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元する被処理イオン酸化還元工程と、を有し、
前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極によって被処理イオンを移動させる際には、当該被処理イオンの電荷交換は行われないことを特徴とする、電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極をそれぞれ対向して配置することを特徴とする、請求項１に記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記直接電極と前記間接電極を表裏一体に配置することを特徴とする、請求項１に記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置することを特徴とする、請求項３に記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極を一体に配置することを特徴とする、請求項３に記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記間接電極と前記対向電極をそれぞれ対向して配置することを特徴とする、請求項１に記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、複数の前記対向電極を配置することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極をそれぞれ前記処理液中に浸漬して配置することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記対向電極の上面に前記処理液を供給し、さらに当該処理液上に前記直接電極を配置することを特徴とする、請求項１に記載の電解処理方法。
- 前記電極配置工程において、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に前記間接電極を配置することを特徴とする、請求項９に記載の電解処理方法。
- 前記直接電極は、前記電極配置工程及び前記被処理イオン移動工程において、電気的にフローティング状態に維持されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の電解処理方法。
- 前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、
前記被処理イオン酸化還元工程において、前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の電解処理方法。 - 前記電極配置工程において、前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して配置され、
前記被処理イオン移動工程において、前記間接電極と前記対向電極との間に電圧を印加し、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の電解処理方法。 - 処理液に含まれる被処理イオンを用いて所定の処理を行う電解処理装置であって、
前記処理液を挟むように配置された直接電極と対向電極を有し、さらに前記処理液と絶縁して設けられ、当該処理液に電界を形成する間接電極を有し、
前記間接電極は、電圧が印加されることで、前記処理液中の被処理イオンを対向電極側に移動させ、
前記直接電極は、前記対向電極との間で電圧が印加されることで、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元し、
前記間接電極によって被処理イオンを移動させる際には、当該被処理イオンの電荷交換は行われないことを特徴とする、電解処理装置。
- 前記直接電極と前記間接電極は、それぞれ対向して配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の電解処理装置。
- 前記直接電極と前記間接電極は、表裏一体に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の電解処理装置。
- 前記直接電極の表面と前記間接電極の裏面が当接するように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載の電解処理装置。
- 前記直接電極が前記間接電極の全体を覆うように、前記直接電極と前記間接電極は一体に配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載の電解処理装置。
- 前記間接電極と前記対向電極は、それぞれ対向して配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の電解処理装置。
- 前記対向電極は、複数配置されていることを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれかに記載の電解処理装置。
- 前記直接電極、前記間接電極及び前記対向電極は、それぞれ前記処理液中に浸漬して配置されていることを特徴とする、請求項１４〜２０のいずれかに記載の電解処理装置。
- 前記対向電極の上面に前記処理液が供給され、さらに当該処理液上に前記直接電極が配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の電解処理装置。
- 前記間接電極は、前記対向電極の下面側又は前記直接電極の上面側に配置されていることを特徴とする、請求項２２に記載の電解処理装置。
- 前記直接電極は、前記対向電極側に移動した前記被処理イオンを酸化又は還元する以外の場合には電気的にフローティング状態に維持されていることを特徴とする、請求項１４〜２３のいずれかに記載の電解処理装置。
- 前記間接電極に印加される電圧は連続的に印加される直流電圧であって、
前記直接電極と前記対向電極との間に印加される電圧はパルス電圧であることを特徴とする、請求項１４〜２４のいずれかに記載の電解処理装置。 - 前記対向電極は前記直接電極と前記間接電極に共通して設けられ、
前記間接電極は、前記対向電極との間で電圧が印加されることで、前記被処理イオンを前記対向電極側に移動させることを特徴とする、請求項１４〜２５のいずれかに記載の電解処理装置。
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