JPS5811787A - 表面処理液の制御装置 - Google Patents

表面処理液の制御装置

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JPS5811787A
JPS5811787A JP10910681A JP10910681A JPS5811787A JP S5811787 A JPS5811787 A JP S5811787A JP 10910681 A JP10910681 A JP 10910681A JP 10910681 A JP10910681 A JP 10910681A JP S5811787 A JPS5811787 A JP S5811787A
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JP
Japan
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solution
liq
meter
liquid
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP10910681A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayoshi Nakagawa
中川 忠義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MORU ENG KK
Original Assignee
MORU ENG KK
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Publication date
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Publication of JPS5811787A publication Critical patent/JPS5811787A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エツチング液浴やメッキ液浴などの表面処理
液を自動的に管理するための制御装置に関する。
印刷配線基板などを、浸漬あるいはスプレー法によって
エツチングを行う作業や、金属やプラスチックの表面に
金属被膜をつくるメッキ作業など、いわゆる表面処理作
業においては、高濃度の酸あるいはアルカリ溶液が使用
されており、これら濃厚溶液の管理は、各作業所におい
て独自に行っている場合が多い。
例えば、メッキ浴の成分は、メッキする金属の塩、陽極
を溶解する塩、電気の通りをよくする電導塩、PHを調
整する緩衝剤、光沢をよくする光沢剤、表面張力を下げ
るための界面活性剤など、各種成分を混合した溶液であ
り、このメッキ浴のPHの変化、溶解した金属不純物の
多少が、そのままメッキの良否に関係している。
従って、表面処理液の変化を迅速に検知し、浴槽内溶液
を管理することが、製品の歩留りをよくし、また作業性
を向上させることになる。
しかしながら、各種成分の混合した溶液で、作栗時間と
共に濃度、成分が変化する病液を測定し、最適状態に管
理するのは困w1を伴い、いまだ実用性のある制御装置
は提供されていないのが現状であるO このような理由の1つは、溶液濃度の測定において、P
H測定法、比重測定法、酸化還元電位測定法など、概知
の測定法が、いずれも絶対測定法を採用していたことに
よるものである。
本発明は、これらの考えとは異なり、溶液状態を相対的
に計るために濃匿計、RD計(relativeden
sitometer ) f装置に組込むことによって
、従来の不具合を解消しようとするものである。
本発明は、エツチング浴あるいはメッキ浴などの作業液
を、自動的に管理及び制御しうる装置を提供するもので
ある。
本発明は、浴液状態を相対的に測定することのできるR
D計(濃度計)を、浴液制御手段として使用した装置を
提供するものであり、表面処理液を扱うどの作業現場に
おいても、容易に通用しうる溶液制御装置を提供しよう
とするものである。
以下、本発明を、図示の実−流側に基いて詳細に説明す
る。。
まず、エツチング処理の場合の実施例を上げ、次にクロ
ムメッキ処理の実施例を説明する。
第1図に示すのはエツチング装置であり、印刷配線基板
囚は、ベルトコンベア(1)及び(2)によって図中左
より右へ移送される。
ベルトコンベア(1)上にはスプレィノズル(3)カ設
けられ、このノズル(3)からエツチング液(Blが基
板(Alに噴射される。右方のコンベア(2)上には、
水を噴射するノズル(4)が設けられ、基板(8は、こ
のノズル(4)の水(qによって水洗される。
コンベア(1)の下には、エツチング液を受けるエツチ
ング液のプール(5)が、またコンベア(2)の下には
、水(qを受けるプール(6)が設けられている。
エツチング液プール(5)の所望の個所には、導通管(
sa)i通って上記エツチング液(B)が流入するよう
に測定槽(7)が設けられ、この測定槽(7)からくみ
上げたエツチング液(Blを、前記スプレィノズル(8
)に供給するポンプ(8)が設けられている。
このポンプ(8)によって、エツチング液(Blは、エ
ツチング液プール(5)から測定槽(γ)内へ、さらに
スプレィノズル(3)から基板(Atに噴射され、再び
エツチング液プール(5)へとや、1環されるようにな
っている。
測定槽(7)内のエツチング液(均の液面には、後で詳
細に説明する本発明の賛部となるRD計(相対的濃度計
)(9)の測定部(9a)を装着したフロートα0)が
浮んでいる。
01)は貯槽であり、この貯4m (n)内には補給液
(目がはいっており、また途中に電磁弁(12)を介し
て、前記エツチング液プール(5)に対して開口するパ
イプ03)が接続されている。
RD計(9)と上記電磁弁(埒は、配線04)によって
電気的に接続され、RD計(9)の制御を受けて電磁弁
(12)は、開閉される。
次にRD計(9)について説明する。
RD計(9)は、エツチング液(Blの相対的疾度を計
測する計測5(9a)と、この計測部(9a)の電位差
を電気信号に変える制御部(9b)とで構成されている
第2図に示すように、エツチング液(均に浮かんだフロ
ー) (1,0)には、円筒状の参照槽(ロ))が嵌挿
されており、この参照槽■)の底面には、隔離膜α6)
が装着されている。参照槽05)内には、エツチング液
面よりもやや高い液面をもつように、かつエツチング液
よシ予め抽出された参照液(0がはいっている。
この参照液(nは、隔離膜06)を介してエツチング液
(B)に接液している。
参照槽05)の参照液(F)に浸漬されるように参照電
極07)が装着され、この電極の上端(17a)は、絶
縁材からなる蓋(18)を貫通して参照槽■)外に突出
され、リード線C19)が接続されている。
また、上記参照電極07)と所定の間隔を保ち対向する
ように、フロー、トα0)を貫通して測定電極@0)が
エツチング液(B)に浸漬されており、この測定電極(
財)の上端(2Oa)には、リード線(21)が接続さ
れている。
これら1対のリード線(19)(211は、RD計(9
)の制御部(9b)に接続されている。
以上のように構成されたエツチング装置において、例え
ば銅箔回路の基板(八に対して、塩酸酸性溶液のエツチ
ング液(Blを使用する場合を説明する。
このときの作用は次式で示される。
Cu + CuC1v →2CuCt エツチング作業が進むにつれて、第1銅イオンが増加し
、エツチング速度は低下する。このようなエツチング液
の変化を上述したRD計にて検知し、過酸化水素や塩酸
あるいはこれらの混合液からなる補給液(目を、エツチ
ング液プール(5)に添加する。このときの作用は、次
式で示される。
2CuC1+ 2HCL + H*O* →2CuCj
、 +2H,0このようにして、エツチング液[Blは
回復する。
第2図において、RD計(9)の計測部(9a)の働き
を説明する。
参照電極(17)及び測定電極(財)は、チタン(Ti
)、メンタル(Ta)、モリブデン(MO)、タングス
テン(ロ)及びこれらの酸化体、又は不浸透性黒鉛から
なっており、隔離膜06)は、フロロカーボン系隔膜、
°高分子多孔性腺、イオン選択性膜(イオン交換膜)な
どからなっている。
参照液(目は、エツチング液(Blが基板(A)(+−
腐蝕する能力の限界点に達するような疲労した濃度のエ
ツチング液、すなわち直ちに補給液(目を必要とする状
態のエツチング液か、もしくは限界に達するより少し前
の状態のエツチング液である。これを予め抽出された所
望の濃度の溶液、すなわち参照液と称する。
この参照液(F)と、参照電極07)及び隔離膜α6)
で構成された一方の半電池と、他方のエツチング液(B
lと測定電極(社)とで構成された半電池間には、相対
的な電位差が生′じる。
この電位差の絶対値でなく、内溶液の平衡点における電
位差の零点を検出すれば、参照液(F)とエツチング液
(Blが同一状態に達したことが判明する。
つま9、エツチングの工程において、エツチング液の能
力を疲労させる要素、例えば溶出する銅イオン、不純物
、酸濃度の低下などによって起る様々の途中での変化に
関係なく、参照液(F)と、エツチング液すなわち作業
液との平衡点のみを電位差としてRD計(9)で検出し
、補給液(目を直ちに補給するようにする。
このように、従来のPH値、酸化還元電位、比重測定法
においては、個々に絶対値を測定して、各測定値毎に適
性状態を判定していたが、本装置によるRD計(相対的
濃度計)では、一度の測定によって、エツチング液の状
態のすべての条件を相対的に検出するものである。
したがって、参照液(PI ’k 、予めエツチング液
の疲労状態に応じて、数多く抽出し、段階的に並べてお
けば、エツチング作業における溶液の状態をより的確に
検出でき、エツチング液の再生をより短時間に行うこと
ができる。
次に、第3図において、クロムメッキ浴の制御における
本発明の実施例について説明する。
例は、メッキ槽であり、後述するメッキ浴(Glがはい
っている。このメッキ浴(qに間隔をおいて、陽q=(
31)、及び被メッキ物(321が浸漬されている。
陽極61)は、抵抗(33)を介して直流電源G34)
に接続され、陰極04は電流計G51を介して、同じく
直流電源(ロ)に接続されている。これら両極間には、
電圧計(ト)が設けられている。
メッキ槽−)の左方には、底部の連結管(aOa)を通
じてこれと連絡する測定槽C37)が設けられており、
この測定槽(3ηとメッキ槽−)間にメッキ浴(G11
に循環させるポンプ(38)が設けられる。
測定槽(3ηのメッキ浴に浮かぶフロー) (10)に
、前述したRD計(濃度計)(9)計測部(9a)が設
けられているが、この構造及び機能は、第2図及びエツ
チング浴の実施例で示したものと同様である。
0I及び(40は、補給液檜で、それぞれ補給液(H)
(J)を収納しており、これら補給液(11は、電磁弁
(41)(Qの開弁によって、メッキ浴(Glに流入す
るようになっている。
電磁弁(4+1(42)は、前記RD計(9)ノ制御部
(c+a)cD%気信号で開閉される。
以上のように構成されたメッキ装置において、クロムメ
ッキを行う場合を例として説明すると、メッキ浴(Gl
は、サージェント浴と呼ばれる組成で、無水クロム酸(
250/l)、硫酸(2,5/l)、3価クロム(3,
5/l)、温度は45〜55C1電流密度(20〜60
 A/dm” )、電圧(4〜5 V ) fxトカ一
般的な条件であり、陽極(31)には、鉛−銀合金等が
使用される。
補給液止及び(Jlには、クロム酸及び硫酸が使用され
る。
参照液は、前述のエツチング液の場合と同様に、メッキ
浴から予め抽出されたメッキ浴の浴液を用いるものとす
る。
すなわち、メッキ浴が疲労することによって、メッキさ
れる製品に、シミができた9、光沢範囲が狭くなったり
、均一な電着性を発揮できなくなるような限界に達した
、あるいは限界に達する寸前のメッキ浴を、参照液とし
て予め抽出しておく。
以上のように構成された本装着において、メッキ作業が
行なわれると、作業の進行とともに、メッキ浴(Glの
組成は変化する。
すなわち、クロムは6価であるが、電解により還元され
て3価クロムにな9、ついで2価クロムの状態を経て、
金属クロムになる。また、クロムメッキ中に生じる多量
の水素ガスによって、ミスト(霧)が発生し、クロム酸
及び硫酸が減少する。
さらに、メッキ浴中には、銅、亜鉛、鉄などの不純物が
存在している。
このように、メッキ浴は、従来の絶対値測定法では、測
定困難なあらゆる変化要素が生まれてくる。しかしなが
ら、本発明の装置は、疲労しつつあるメッキ浴、すなわ
ち作業液と、上記参照液との電位差の平衡点、電位差が
零の時の状態を検出するだけで、メッキ浴の状態を正確
に測定することができる。
その理由は、溶出する金屑イオン、不純物、酸溶液など
、数多くの電位を変化させる要素が、測定電極(財)と
参照電極07)間に相対的に作用するため、途中の変化
に関係なく、一度の測定によって、補給時期を検知でき
るのである。
このようにして、計測部(9a)での電位差は、制御部
(9b)で電気信号に変えられ、電磁弁(4υ(4渇を
所望の間だけ開き、補給液(H)(J)がメッキ浴(Q
に補給され、メッキ浴は再生される。
以上、エツチング作業及びメッキ作業の実施例において
詳細に説明したように、本発明装置では、作業液の疲労
度を検出するために、参照液を予め設け、この参照液と
作業液の相対的関係において平衡点を見つけるように構
成されている。
したがって、作業液の組成、作業内容などの相異に関係
なく、表面処理液を扱う場所なら、本発明を実施できる
大きな利点を有している。
なお、作業液の組成によっては、疲労度による電位要素
の変化が比例する場合、例えば、イオン濃度の比は、ネ
ルンストンの式で示されるように対数値で比例するよう
な場合には、参照液の平衡状態を検出するだけでなく、
従来の測定法と同じように絶対値の測定を求めることが
できる。
このことから、計測部を数多く設置しておき、個々の計
測部においてそれぞれ異なった参照液を準備して測定す
れば、一度に各種の測定値、例えばイオン濃度、酸化還
元電位等を測定できるマルチメーターとして利用できる
以上、詳細に説明したように、本発明装置は、表面処理
の作業液だけでなく、あらゆる溶液を管理する装置とし
て広範囲の用途を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明一実施例を示す縦断面図、第2図は、
第1図の要部のみを示す拡大縦断面図、 第3図は、本発明の他の実施例を示す縦断面図である。 (1”1(2)コンベア    (3)(4)ノズル(
5)エツチング液プール (6)プール(γ)測定槽 
     (9) RD計(9a)計測部     (
9b)制御部00)フロート      01)貯槽−
)参照槽      (17)参照電極(財)測定電極
     (め)メッキ槽(31)陽極       
(321被メツキ液(34)直流電源     C3η
測定槽439)(41補給液@(4])(42)電磁弁
(5)基板       (均エツチング液(C)水 
       (4袖給液 (F)参照液      (qメッキ浴()1(Jl補
給液

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 表面処理の溶液を収納した表面処理槽と、この溶液を再
    生するだめの補給液を収納する補給部と、上記表面処理
    槽の一力に設けた測定部と、この測定部に装着され、溶
    液の疲労を検知°するだめの測定器とからなり、上記測
    定器からの信号により、上記補給部から補給液を補給し
    て溶液を回復させるようになっており、 前記溶液の疲労を検知するための測定器が、表面処理の
    溶液と、この溶液に浸漬される電極とで構成された一方
    の半電池と、上記溶液から予め抽出された所望の参照液
    と、この参照液に浸漬される電極と、隔離材とで構成さ
    れた他方の半電池と、これら半′藏池の両極間の電位差
    を相対的に検知するRD計(相対的濃度計)とからなる
    ことを特徴とする表面処理液の制御装置。
JP10910681A 1981-07-13 1981-07-13 表面処理液の制御装置 Pending JPS5811787A (ja)

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JPS5811787A true JPS5811787A (ja) 1983-01-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004315846A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Sharp Corp 薬液装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004315846A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Sharp Corp 薬液装置

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