KR100943352B1 - Etching system for auto control of etchant concentration - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 관한 것으로서, 안정제 탱크, 과수 탱크 및 황산 탱크에 저수된 안정제, 과수 및 황산이 기설정된 농도로 혼합되어 에칭액 저장탱크에 저장되고, 상기 에칭액 저장탱크에 저장된 에칭액을 에칭챔버를 통과하는 에칭대상물인 동판에 분사시켜 기설정된 두께로 해당 동판을 에칭시키는 에칭액 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 있어서,상기 동판에 분사되어 에칭챔버내에 낙하되고, 에칭액 순환펌프에 의해 펌핑되어 에칭액 순환라인을 통해 전달되는 에칭액을 투입받아, 상기 에칭액에 포함된 황산, 과수 및 동의 농도를 측정하여, 황산, 과수 및 동농도 보정신호를 출력하는 에칭 컨트롤러; 상기 에칭 컨트롤러에서 출력되는 황산, 과수 및 동농도 보정신호를 각각 전달하는 황산, 과수 및 에칭액 제어라인; 상기 황산, 과수 및 에칭액 제어라인을 통해 상기 황산, 과수 및 동농도 보정신호를 전달받아 상기 황산탱크, 과수탱크 및 에칭액 저장탱크에 저수된 황산, 과수 및 에칭액을 펌핑하는 황산 보정펌프, 과수 보정펌프 및 에칭액 투입펌프; 및 상기 황산 보정펌프, 과수 보정펌프 및 에칭액 투입펌프에서 각각 펌핑되는 황산, 과수 및 에칭액을 상기 에칭챔버에 전달하는 황산 보정라인, 과수 보정라인 및 에칭액 투입라인;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an etching system capable of automatically controlling the concentration of the etchant, wherein the stabilizer, the fruit water and the sulfuric acid stored in the stabilizer tank, the fruit tank and the sulfuric acid tank are mixed at a predetermined concentration and stored in the etchant storage tank, and the etchant storage tank An etching system capable of automatic control of an etchant for spraying an etchant stored in a copper plate, which is an object to be etched through an etching chamber, to etch the copper plate at a predetermined thickness, wherein the etching solution is sprayed onto the copper plate and dropped into the etching chamber, and the etchant circulating pump An etching controller pumped by the etching solution delivered through the etching solution circulation line to measure sulfuric acid, fruit water, and copper concentrations included in the etching solution, and outputting sulfuric acid, fruit water, and copper concentration correction signals; Sulfuric acid, fruit water and etching solution control lines for transmitting sulfuric acid, fruit water and copper concentration correction signals output from the etching controller, respectively; Sulfuric acid correction pump and fruit correction pump for receiving sulfuric acid, fruit and copper concentration correction signals through the sulfuric acid, fruit water and etching liquid control lines to pump sulfuric acid, fruit and etching liquid stored in the sulfuric acid tank, fruit water tank and etching liquid storage tank. And etching liquid input pump; And a sulfuric acid correction line, a fruit correction line, and an etching solution input line configured to transfer sulfuric acid, fruit water, and etching solution pumped from the sulfuric acid correction pump, the fruit water correction pump, and the etching solution input pump to the etching chamber, respectively.
에칭, 황산, 과산화수소, 동, 농도 Etching, sulfuric acid, hydrogen peroxide, copper, concentration
Description
본 발명은 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에칭챔버내의 에칭액 농도를 실시간으로 검출하여 해당 에칭챔버내의 에칭액의 농도가 항상 일정하게 유지되도록 함으로써 일정한 두께로 동판이 식각될 수 있도록 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an etching system capable of automatically controlling the etching liquid concentration, and more particularly, to detect the etching liquid concentration in the etching chamber in real time, so that the concentration of the etching liquid in the etching chamber is always kept constant so that the copper plate is etched to a constant thickness. The present invention relates to an etching system capable of automatic control of etchant concentration.
종래의 에칭 시스템은 황산, 과산화수소 및 안정제가 적정한 비율로 섞여 조성된 에칭액을 콘베이어에 의해 이동되는 동판에 스프레이하여 해당 동판을 원하는 두께로 에칭시켰다.The conventional etching system sprays the etching liquid formed by mixing sulfuric acid, hydrogen peroxide and a stabilizer in an appropriate ratio onto a copper plate moved by a conveyor to etch the copper plate to a desired thickness.
콘베이어에 의해 이동되는 동판에 에칭액을 분사시켜 해당 동판을 에칭시키는 종래의 에칭 시스템이 도 1에 도시되어 있다.A conventional etching system is shown in FIG. 1 in which an etching solution is sprayed onto a copper plate moved by a conveyor to etch the copper plate.
도 1을 참조하면, 종래의 에칭 시스템은 에칭챔버(10), 에칭액 저장탱크(20), 안정제 탱크(30), 과산화수소(이하 과수라 칭함)탱크(40). 황산탱크(50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional etching system includes an
상기 에칭액 저장탱크(20)에는 상기 안정제 탱크(30), 과수탱크(40) 및 황산탱크(50) 내의 안정제, 과수 및 황산이 각각 안정제 투입펌프(32), 과수 투입펌프(42) 및 황산 투입펌프(52)에 의해 펌핑되고, 안정제 투입라인(31), 과수 투입라인(41) 및 황산 투입라인(51)을 따라 이동되어 특정한 비율로 혼합되어 있다.In the
이때, 상기 안정제 탱크(30), 과수탱크(40) 및 황산탱크(50)와 상기 에칭액 저장탱크(20)간에는 농도 조절부(60)가 설치되게 되는데, 상기 농도 조절부(60)는 동판(12)을 특정 두께로 에칭하기 위해 기설정된 농도대로 에칭액이 혼합될 수 있도록, 상기 안정제 탱크(30), 과수탱크(40) 및 황산탱크(50)에서 상기 에칭액 저장탱크(20)로 투입되는 안정제, 과수 및 황산의 양을 조절하게 된다.At this time, the
상기 에칭액 저장탱크(20)에 저장된 에칭액은 에칭액 투입펌프(22)에 의해 펌핑되어 에칭액 투입라인(21)을 따라 상기 에칭챔버(10)로 투입된다.The etchant stored in the
상기 에칭챔버(10)에 투입된 에칭액은 다시 분사펌프(14)에 의해 펌핑되어 분사라인(13)을 통해 분사기(15)에 전달된 후 해당 분사기(15)에 의해 동판(12)에 분사되게 된다.The etchant injected into the
이때, 상기 분사기(15)에서 분사되는 에칭액은 상기 동판(12)에 분사된 뒤 에칭되어 녹은 동과 함께 다시 에칭챔버(10)로 낙하되어 재사용되게 된다.At this time, the etching liquid injected from the
따라서, 상기 에칭챔버(10)내의 에칭액은 에칭되어 녹은 동이 혼합됨에 따라 그 농도가 변할수 밖에 없는데 즉, 에칭액의 농도는 낮아지고 반대로, 동농도는 높아지게 된다.Therefore, the concentration of the etchant in the
이에 따라, 종래의 에칭시스템은 상기 안정제, 과수, 및 황산이 특정비율로 혼합되어 상기 에칭액 저장탱크(20)에 저장된 에칭액을 상기 에칭챔버(10)에 더 투입되도록 하여 에칭챔버(10) 내의 에칭액에 포함된 동농도를 낮추고, 해당 에칭액이 동판(12)에 분사되도록 함으로써, 해당 동판(12)이 항상 일정한 두께로 에칭되도록 하고 있다.Accordingly, in the conventional etching system, the stabilizer, the fruit water, and the sulfuric acid are mixed at a specific ratio so that the etching liquid stored in the etching
하지만, 상술한 종래의 에칭시스템은 장시간 작업을 하면, 결국 황산, 과산화수소 및 안정제로 이루어진 에칭액의 농도가 낮아지는 반면 동농도가 높아지게 되어 콘베이어 라인에 의해 이동하는 동판을 일정한 두께로 에칭시키지 못한다는 문제점이 있다.However, the conventional etching system described above has a problem that, after a long time of operation, the concentration of the etching solution composed of sulfuric acid, hydrogen peroxide and stabilizer is lowered while the copper concentration is increased, so that the copper plate moved by the conveyor line cannot be etched to a certain thickness. There is this.
또한, 동농도를 낮추기 위해 에칭액 저장탱크에서 상기 에칭챔버에 투입되는 에칭액은 이미 일정한 비율로 황산, 과수 및 안정액이 혼합된 상태로서 농도가 낮은 특정 약품만을 투입할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, in order to lower the copper concentration, the etchant injected into the etching chamber in the etchant storage tank has a problem in that only certain chemicals having a low concentration cannot be added as sulfuric acid, fruit water and a stabilizer are mixed at a predetermined ratio.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 안정제 탱크, 과수 탱크 및 황산 탱크에 저수된 안정제, 과수 및 황산이 기설정된 농도로 혼합되어 에칭액 저장탱크에 저장되고, 상기 에칭액 저장탱크에 저장된 에칭액을 에칭챔버를 통과하는 에칭대상물인 동판에 분사시켜 기설정된 두께로 해당 동판을 에칭시키는 에칭액 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 있어서,상기 동판에 분사되어 에칭챔버 내에 낙하되고, 에칭액 순환펌프에 의해 펌핑되어 에칭액 순환라인을 통해 전달되는 에칭액을 투입받아, 상기 에칭액에 포함된 황산, 과수 및 동의 농도를 측정하여, 황산, 과수 및 동농도 보정신호를 출력하는 에칭 컨트롤러; 상기 에칭 컨트롤러(100)에서 출력되는 황산, 과수 및 동농도 보정신호를 각각 전달하는 황산, 과수 및 에칭액 제어라인; 상기 황산, 과수 및 에칭액 제어라인을 통해 상기 황산, 과수 및 동농도 보정신호를 전달받아 상기 황산탱크, 과수탱크 및 에칭액 저장탱크에 저수된 황산, 과수 및 에칭액을 펌핑하는 황산 보정펌프, 과수 보정펌프 및 에칭액 투입펌프; 및 상기 황산 보정펌프, 과수 보정펌프 및 에칭액 투입펌프에서 각각 펌핑되는 황산, 과수 및 에칭액을 상기 에칭챔버에 전달하는 황산 보정라인, 과수 보정라인 및 에칭액 투입라인;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, stabilizers, fruit water and sulfuric acid stored in the stabilizer tank, the fruit water tank and the sulfuric acid tank are mixed at a predetermined concentration and stored in the etching liquid storage tank, and the etching liquid stored in the etching liquid storage tank passes through the etching chamber. An etching system capable of automatically controlling an etching solution for spraying a copper plate to a predetermined thickness by etching the copper plate, wherein the etching plate is sprayed onto the copper plate and dropped into an etching chamber, pumped by an etching solution circulation pump, and then, through an etching solution circulation line. An etching controller which receives the delivered etching solution, measures concentrations of sulfuric acid, fruit water, and copper contained in the etching solution, and outputs sulfuric acid, fruit water, and copper concentration correction signals; Sulfuric acid, fruit water, and etching liquid control lines for transmitting sulfuric acid, fruit water, and copper concentration correction signals output from the
바람직하게는, 상기 에칭 컨트롤러는 상기 에칭챔버로부터 전달되어 투입되는 에칭액을 수용하며, 수용된 에칭액으로부터 황산, 과수 및 동농도수치를 검출하기 위한, 황산, 과수 및 동농도 센서가 장착된 저수조; 상기 황산, 과수 및 동농도 센서에 의해 전류 또는 전압의 크기로 검출된 황산, 과수 및 동농도수치를 평균화된 농도수치로 변환하는 황산, 과수 및 동 센서보드; 및 상기 황산, 과수 및 동 센서보드로부터 평균화된 농도신호들을 수신하여 상기 에칭챔버내의 변화된 에칭액의 농도를 기설정치 농도로 보정하기 위한 보정신호를 출력하는 제어보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.Preferably, the etching controller includes a reservoir containing sulfuric acid, fruit water and copper concentration sensors for receiving the etching liquid delivered from the etching chamber and for detecting sulfuric acid, fruit water and copper concentration values from the received etching liquid; Sulfuric acid, fruit water and copper sensor boards for converting sulfuric acid, fruit water and copper concentration values detected by the magnitude of current or voltage by the sulfuric acid, fruit water and copper concentration sensors into average concentration values; And a control board which receives the concentration signals averaged from the sulfuric acid, fruit water, and copper sensor boards and outputs a correction signal for correcting the concentration of the changed etchant in the etching chamber to a predetermined value concentration. It is to provide an etching system capable of automatic control.
더욱 바람직하게는, 상기 황산센서 보드는 상기 황산농도 센서에 의해 전류 형태의 신호로 측정된 황산농도 수치를 전압형태의 신호로 변환시키는 농도센서 전류루프 수신부; 상기 농도센서 전류루프 수신부로부터 수신한 황산농도 수치를 전기적으로 절연시키는 절연 증폭기 변환부; 및 상기 절연 증폭기 변환부로부터 절연된 황산농도 수치를 수신하고, 해당 황산농도 수치에 포함된 잡음신호를 제거 후 황산농도 수치에 대한 평균값을 산출하는 적분 및 출력 제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.More preferably, the sulfuric acid sensor board is a concentration sensor current loop receiving unit for converting the sulfuric acid concentration value measured as a signal in the form of current by the sulfuric acid concentration sensor into a signal in the form of voltage; An isolation amplifier converter electrically insulating the sulfuric acid concentration value received from the concentration sensor current loop receiver; And an integration and output limiting unit configured to receive the sulfuric acid concentration value insulated from the insulation amplifier converter, remove the noise signal included in the sulfuric acid concentration value, and calculate an average value for the sulfuric acid concentration value. It is to provide an etching system that can be automatically controlled.
더욱 바람직하게는, 상기 과수센서 보드는 전압의 크기로 검출된 과수농도 수치를 상기 과수농도 센서로부터 수신하여, 미약한 크기의 상기 과수농도 수치를 증폭시키는 하이 임피던스 전압 수신부; 상기 하이 임피던스 전압 수신부로부터 수신한 과수농도 수치를 전기적으로 절연시키는 절연 증폭기 변환부; 및 상기 절연 증폭기 변환부로부터 절연된 과수농도 수치를 수신하고, 해당 과수농도 수치에 포함된 잡음신호를 제거 후 과수농도 수치에 대한 평균값을 산출하는 적분 및 출력 제한부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.More preferably, the fruit sensor board comprises: a high impedance voltage receiver for receiving the fruit juice concentration value detected as the magnitude of the voltage from the fruit juice concentration sensor and amplifying the fruit juice concentration value of a weak magnitude; An isolation amplifier converter electrically insulating the overconcentration value received from the high impedance voltage receiver; And an integrator and an output limiter configured to receive the insulated overconcentration value from the insulated amplifier converter, remove an noise signal included in the overconcentration value, and calculate an average value for the overconcentration value. It is to provide an etching system capable of automatic control of etchant concentration.
더욱 바람직하게는, 상기 동센서 보드는 상기 동농도 센서의 광원조사 탐침에 의해 에칭액에 조사되는 광원을 생성하는 광원 정전류 구동부; 상기 광원조사 탐침에서 에칭액에 조사되는 광원을 수신하고, 수신된 광원의 변화된 광량을 산출하는 광량수신 탐침으로부터 전달된 광량의 변화수치를 가지고 동농도 수치를 검출하는 광량 측정 수신부; 상기 광량 측정 수신부로부터 동농도 수치를 전달받고, 해당 동농도 수치에 포함된 잡음신호를 제거 후 동농도 수치에 대한 평균값을 산출하 는 적분 및 출력 제한부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.More preferably, the copper sensor board includes a light source constant current driver for generating a light source irradiated to the etchant by the light source irradiation probe of the copper concentration sensor; A light quantity measuring receiver configured to receive a light source irradiated to the etchant from the light source irradiation probe and detect a dynamic concentration value with a change value of the light quantity transmitted from the light quantity receiving probe that calculates the changed light quantity of the received light source; An integration and output limiting unit for receiving the copper concentration value from the light quantity measuring receiver and calculating a mean value for the copper concentration value after removing the noise signal included in the corresponding copper concentration value; It is to provide an etching system capable of automatic control.
더욱 바람직하게는, 상기 제어보드는 상기 황산, 과수 및 동 센서보드의 적분 및 출력 제한부로부터 각각 전달되는 황산, 과수 및 동농도 수치를 선택적으로 수신하는 아날로그 멀티플렉서; 상기 아날로그 멀티플렉서로부터 수신한 아날로그 형태의 황산, 과수 및 동농도 수치를 디지털화시키는 A/D변환부;상기 A/D 변환부에서 디지털화된 황산, 과수 및 동농도 수치를 작업자가 알 수 있는 g/L, mol/L 또는 % 단위로 환산하기 위한 연산을 수행하는 마이크로컨트롤러; 상기 마이크로컨트롤러에서 단위변환된 황산, 과수 및 동농도 수치를 디스플레이하는 LCD모듈; 상기 터치 스크린 컴퓨터에서 산출된 보정데이터를 전달받아 상기 황산 보정펌프, 과수 보정펌프 및 에칭액 투입펌프를 제어하는 보정신호로 변환하는 절연출력 5채널 릴레이; 상기 마이크로 컨트롤러와 상기 터치 스크린 컴퓨터 사이에 위치하여, 상호간의 신호 전달시 발생하는 서지전압을 차단하는 서지보호 RS-422; 및 상기 절연출력 5채널 릴레이로부터 보정신호를 수신하여 상기 황산 보정펌프, 과수 보정펌프 및 에칭액 투입펌프를 직접 제어하는 에칭액 보정신호, 과수 보정신호 및 황산 보정신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.More preferably, the control board further comprises: an analog multiplexer for selectively receiving sulfuric acid, fruit water, and copper concentration values delivered from the integration and output limitations of the sulfuric acid, fruit water, and copper sensor boards, respectively; An A / D conversion unit for digitizing the sulfuric acid, fruit tree, and copper concentration values of the analog form received from the analog multiplexer; g / L for the operator to know the sulfuric acid, fruit tree, and copper concentration values digitized by the A / D converter a microcontroller for performing an operation for converting in mol / L or% units; An LCD module for displaying sulfuric acid, fruit water, and copper concentration values converted by the microcontroller; An insulated output 5-channel relay for receiving the correction data calculated by the touch screen computer and converting the sulfuric acid correction pump, the fruit water correction pump, and the etching liquid input pump into correction signals for controlling the sulfuric acid correction pump; A surge protection RS-422 positioned between the microcontroller and the touch screen computer to block surge voltages generated when signals are transmitted to each other; And an etching solution correction signal, a fruit correction signal, and a sulfuric acid correction signal output unit which directly receive the correction signal from the insulation output 5-channel relay and directly control the sulfuric acid correction pump, the fruit water correction pump, and the etching solution input pump. It is to provide an etching system capable of automatic control of etchant concentration.
더욱 바람직하게는, 상기 안정제 탱크에 담긴 안정제는 상기 과수 보정신호 출력부에서 출력되는 과수보정신호에 의해 안정제 보정펌프가 구동됨에 따라 보정이 필요한 과수의 농도와 비례하여 안정제 보정라인을 통해 에칭챔버에 전달되는 것을 특징으로 하는 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 제공하는 것이다.More preferably, the stabilizer contained in the stabilizer tank is driven in the etching chamber through the stabilizer correction line in proportion to the concentration of the fruit that needs to be corrected as the stabilizer correction pump is driven by the fruit correction signal output from the fruit correction signal output unit. It is to provide an etching system capable of automatic control of the etchant concentration, characterized in that the transfer.
본 발명에 따른 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템은 에칭액 탱크, 안정제 탱크, 과수 탱크 및 황산 탱크를 개별적으로 제어가능함에 따라 에칭챔버에서 농도가 변화된 약품만을 별도로 공급할 수 있는 효과가 있다.Etching system capable of automatic control of the concentration of the etching solution according to the present invention has the effect that can be supplied separately only the chemicals of the concentration changed in the etching chamber by individually controlling the etching tank, stabilizer tank, fruit tree and sulfuric acid tank.
또한, 에칭챔버내의 에칭액 농도를 실시간으로 측정하여, 농도가 변화된 약품만을 바로바로 투입함에 따라 에칭대상물의 두께를 기설정된 두께로 끝까지 에칭할 수 있는 효과가 있다.In addition, by measuring the concentration of the etching solution in the etching chamber in real time, as only the chemicals in which the concentration is changed immediately, there is an effect that the thickness of the etching target to the end to a predetermined thickness.
상술한 효과를 달성하기 위해, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 에칭액 농도 자동 컨트롤러가 구비된 에칭 시스템에 대하여 상세히 설명한다.In order to achieve the above-described effects, an etching system equipped with an automatic etching solution concentration controller according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명에 따른 에칭액 농도 자동 컨트롤러가 구비된 에칭 시스템이 도시되어 있다.Figure 2 shows an etching system with an automatic etching solution concentration controller according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 에칭액 농도 자동 컨트롤러가 구비된 에칭 시스템은 안정제 탱크(30), 과수 탱크(40), 황산 탱크(50), 에칭 컨트롤러(100), 대상물의 에칭이 이루어지는 에칭챔버(10), 적어도 하나 이상의 약품이 혼합되어 조성된 에칭액이 저수된 에칭액 탱크(20)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the etching system equipped with the automatic etching solution concentration controller according to the present invention includes the
상술한 바와 같은, 구성들을 가지는 에칭액 농도 자동 컨트롤러가 구비된 에칭 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.As described above, the operation of an etching system equipped with an automatic etching solution concentration controller having the following configurations will be described.
에칭 대상물인 동판(12)을 원하는 두께로 에칭시키기 위해, 에칭액이 필요한데, 상기 에칭액은 상기 안정제 탱크(30)에 저수된 안정제, 상기 과수탱크(40)에 저수된 과수 및 상기 황산 탱크(50)에 저수된 황산이 각각 특정농도로 혼합되어 조성된다.In order to etch the
상기 안정제 탱크(30)에 저수된 안정제는 안정제 투입펌프(32)에 의해 펌핑되어, 상기 에칭액 저장탱크(20)와 상기 안정제 탱크(30)를 연결하는 안정제 투입라인(31)을 따라 상기 에칭액 저장탱크(20)에 투입된다.The stabilizer stored in the
한편, 상기 과수 탱크(40)에 저수된 과수는 과수 투입펌프(42)에 의해 펌핑되어, 상기 에칭액 저장탱크(20)와 상기 과수 탱크(40)를 연결하는 과수 투입라인(41)을 따라 상기 에칭액 저장탱크(20)에 투입된다.On the other hand, the fruit water stored in the
마지막으로, 상기 황산 탱크(50)에 저수된 황산은 황산 투입펌프(52)에 의해 펌핑되어, 상기 에칭액 저장탱크(20)와 상기 황산 탱크(50)를 연결하는 황산 투입라인(51)을 따라 상기 에칭액 저장탱크(20)에 투입된다.Finally, the sulfuric acid stored in the
상기 에칭액 저장탱크(20)는 특정 농도를 가지고 투입된 안정제, 과수 및 황산을 서로 혼합하여 에칭액을 조성하게 된다.The
상기 에칭액 저장탱크(20)에서 조성되어 저장된 에칭액은 에칭액 투입펌프(22)에 의해 펌핑되어, 에칭액 투입라인(21)을 따라 상기 에칭챔버(10)에 투입된다.The etchant formed and stored in the
상기 에칭챔버(10)는 에칭 대상물인 동판(12)에 상기 에칭액 저장탱크(20)로부터 투입된 에칭액을 분사시키기 위한 분사기(15)가 구성되며, 이러한 분사기(15) 는 에칭챔버(10)에서 분사펌프(14)에 의해 공급되는 에칭액을 분사라인(13)을 통해 공급받게 된다.The
이때, 해당 분사기(15)에서 분사되는 에칭액은 해당 에칭 대상물인 동판(12)에 분사된 뒤 다시 에칭챔버(10)에 낙하되어 재사용되게 된다. 따라서 에칭챔버(10)내의 에칭액의 농도가 변할수 밖에 없으며, 이러한 에칭챔버(10) 내의 에칭액에 포함된 각종 약품 액의 현재 농도는 상기 에칭컨트롤러(100)에서 측정되게 된다.At this time, the etching liquid sprayed from the
즉, 상기 에칭챔버(10)의 에칭액은 에칭액 순환펌프(16)에 의해 펌핑되어, 상기 에칭챔버(10)와 상기 에칭 컨트롤러(100) 사이에 설치된 에칭액 순환라인(17)를 따라 상기 에칭 컨트롤러(100)의 저수조(110)에 전달된다.That is, the etching solution of the
상기 저수조(110)에 전달된 에칭액은 황산, 과수 및 동농도가 측정된 후 물리적으로 높은 위치에 위치한 상기 저수조(110)에서 별도의 동력에 의하지 않고 상기 에칭챔버(10)에 재유입되게 된다.The etchant delivered to the
상술한 바와 같이, 상기 동판(12)에 분사되어 상기 에칭챔버(10)에 낙하한 에칭액은 실시간으로 계속해서 상기 저수조(110)에서 황산, 과수 및 동의 농도가 측정될 수 있도록 상기 에칭챔버(10)와 저수조(110)를 순환하게 된다.As described above, the etching liquid injected into the
더욱 구체적으로 설명하면, 상기 에칭 컨트롤러(100)에 전달된 에칭액은 도 3에 도시된 바와 같이 황산농도 센서(111), 과수농도 센서(112) 및 동농도 센서(113)가 포함된 저수조(110)에 유입된다.More specifically, the etchant delivered to the
상기 저수조(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 저수조(114), 제2 저수 조(115) 및 제3 저수조(116)로 이루어지는데, 상기 에칭액 순환라인(17)을 통해 상기 에칭챔버(10)로부터 상기 저수조(110)에 전달되는 에칭액은 최초 제1 저수조(114)로 유입되며, 상기 제1 저수조(114)가 만수위가 되면 제2 저수조(115)로 유입되고, 다시 상기 제2 저수조(116)가 만수위가 되면 제3 저수조(116)로 유입되게 된다. As shown in FIG. 3, the
이때, 상기 제1 저수조(114), 제2 저수조(115) 및 제3 저수조(116)에 포함된 각각의 황산농도 센서(111), 과수농도 센서(112) 및 동동도 센서(113)는 상기 에칭액 순환라인(17)을 통해 상기 에칭챔버(10)로부터 유입되는 에칭액의 황산, 과수 및 동 농도를 측정하게 된다.At this time, each of the sulfuric
상기 저수조(110)의 황산농도 센서(111), 과수농도 센서(112) 및 동농도 센서(113)에 의해 측정된 황산, 과수 및 동농도는 각각 황산농도 센서보드(120), 과수 센서보드(130) 및 동 센서보드(140)을 통해 제어보드(160)로 전달된다.The sulfuric acid concentration, the fruit water, and the copper concentration measured by the sulfuric
이후, 상기 제어보드(160)는 동농도가 높아짐에 따라 상대적으로 낮아지는 안정제, 과수 및 황산의 농도를 높이기 위하여, 상기 안정제 탱크(30), 과수 탱크(40) 및 황산 탱크(50)에 장착된 안정제 보정펌프(33), 과수 보정펌프(43) 및 황산 보정펌프(53)를 직접제어하여 농도보정이 필요한 약품이 상기 에칭챔버(10)에 투입되도록 한다.Thereafter, the
상술한 내용에 대하여, 도 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.The above description will be described in more detail with reference to FIG. 4.
도 4에는 에칭 컨트롤러(100)에 포함된 각종 황산센서 보드(120), 과수센서 보드(130), 동센서 보드(140), 온도센서 보드(150) 및 제어보드(160)가 도시되어 있다.4, various sulfuric
상기 황산센서 보드(120)는 농도센서 전류루프 수신부(121), 절연 증폭기 변환부(122) 및 적분 및 출력 제한부(123)를 포함하고, 상기 과수센서 보드(130)는 하이 임피던스 전압 수신부(131), 절연 증폭기 변환부(132) 및 적분 및 출력 제한부(133)를 포함하고, 상기 동센서 보드(140)는 광원 정전류 구동부(141), 광량측정수신부(142) 및 적분 및 출력 제한부(143)를 포함하며, 상기 온도센서 보드(150)는 온도센서 수신부(151) 및 적분 및 출력 제한부(152)를 포함한다.The sulfuric
한편, 상기 제어보드(160)는 아날로그 멀티플렉서부(161), A/D변환부(162), 마이크로 컨트롤러(163), LCD 모듈(164), 절연출력 5채널 릴레이(165), 서지보호 RS-422(166), 안정제 보정신호 출력부(167), 과수 보정신호 출력부(168) 및 황산 보정신호 출력부(169)를 포함한다.The
먼저, 상기 황산농도 센서(111)는 에칭액에 포함된 황산의 농도에 따라 유전율이 변화에 의해 발생하는 전류신호를 상기 농도센서 전류루프 수신부(121)에 전달한다.First, the sulfuric
상기 농도센서 전류루프 수신부(121)는 상기 황산농도 센서(111)로부터 수신한 황산농도에 따른 전류신호를 전압신호로 변환하여, 상기 절연 증폭기 변환부(122)에 전달한다.The concentration sensor current
상기 절연 증폭기 변환부(122)는 상기 농도센서 전류루프 수신부(121)로부터 수신한 전압신호를 전기적으로 완전히 절연시켜 상기 적분 및 출력 제한부(123)로 전달한다.The
상기 적분 및 출력 제한부(123)는 측정된 황산농도의 측정수치가 급격하게 변함에 따라 발생하는 잡음신호를 방지하고자, 측정수치의 평균값을 산출하여 상기 제어보드(160)의 아날로그 멀티플렉서(161)로 전달한다.The integral and
상기 아날로그 멀티플렉서(161)가 상기 적분 및 출력 제한부(123)로부터 수신한 황산농도 수치신호를 선택적으로 상기 A/D변환부(162)에 전달하면, 상기 A/D변환부(162)는 아날로그 신호인 황산농도 수치신호를 디지털 신호로 변환한다.When the
상기 A/D 변환부(162)에서 변환된 디지털신호는 상기 마이크로 컨트롤러(163)에 전해지게 되고, 해당 마이크로 컨트롤러(163)는 디지털 신호로 변환된 황산농도 수치신호를 평균처리 및 소프트웨어적으로 최적화 작업을 하여 사람이 알 수 있는 황산에 농도값 g/L, mol/L 또는 % 단위로 변환하여 상기 LCD 모듈(164)에 직접적으로 수치화하여 표시해 준다. The digital signal converted by the A /
또한, 상기 마이크로 컨트롤러(163)는 g/L, mol/L 또는 % 단위의 황산농도값이 상기 서지보호 RS-422(166)를 경유하여, 유·무선통신 가능하도록 랜(LAN:Local Area Network)으로 연결된 터치 스크린 컴퓨터(200)에도 표시되도록 한다.In addition, the
이때, 상기 터치 스크린 컴퓨터(200)는 최초입력된 황산농도의 설정치와 상기 마이크로 컨트롤러(163)로부터 전달받은 현재 에칭챔버(10)내의 황산 농도값 g/L, mol/L 또는 %을 비교하여 보정데이터를 산출하게 된다.At this time, the
상기 보정데이터란 현재 에칭챔버(10)내의 황산농도 수치가 최초입력된 황산농도의 설정수치를 유지하기 위해 상기 황산탱크(50)에서 상기 에칭챔버(10)로 보충해줘야 하는 황산의 양과 관련된 데이터이다.The correction data is data related to the amount of sulfuric acid that must be replenished from the
상기 터치 스크린 컴퓨터(200)로부터 산출된 보정데이터가 상기 서지보호 RS-422(166)를 경유하여 마이크로 컨트롤러(163)에 전달되면, 상기 마이크로 컨트롤러(163)는 상기 보정데이터를 절연출력 5채널 릴레이(165)에 전달한다.When correction data calculated from the
상기 5채널 릴레이(165)가 상기 마이크로 컨트롤러(163)로부터 수신한 보정데이터를 상기 황산 보정신호 출력부(169)로 전달하면, 상기 황산 보정신호 출력부(169)는 상기 보정데이터를 전류 또는 전압과 같은 형태의 보정신호로 변환한다.When the 5-
상기 황산 보정신호 출력부(169)와 상기 황산 보정펌프(53)는 황산 제어라인(55)으로 연결되어 있는데, 상기 황산 보정신호 출력부(169)는 보정신호를 상기 황산 제어라인(55)을 통해 상기 황산 보정펌프(53)에 전달함으로써, 해당 황산 보정펌프(53)를 제어하게 된다.The sulfuric acid correction
즉, 상기 황산 보정펌프(53)은 상기 황산 보정신호를 수신하여 황산탱크(50)에 저수된 황산을 펌핑하고, 펌핑되는 황산이 황산보정 라인(52)을 통해 상기 에칭챔버(10)로 투입되도록 한다. That is, the sulfuric
이에 따라, 상기 에칭챔버(10)내의 황산의 농도는 최초 설정된 황산의 농도수치를 유지할 수 있게 된다.Accordingly, the concentration of sulfuric acid in the
또한, 상기 과수농도 센서(112)는 에칭액에 포함된 과수의 농도에 따라 발생하는 전압을 검출하여 상기 하이 임피던스 전압 수신부(131)에 전달한다.In addition, the fruit
상기 하이 임피던스 전압 수신부(131)는 상기 과수농도 센서(113)로부터 수신한 황산농도에 따른 미약한 전압신호를 충분히 큰 신호의 전압신호로 증폭하고, 잡음을 제거한다.The high
과수농도에 따른 상기 하이 임피던스 전압 수신부(131)에 의해서 증폭된 전압신호는 절연 증폭기 변환부(132)에 의해서 전기적으로 완전히 절연되어 적분 및 출력 제한부(133)로 전달되어, The voltage signal amplified by the high
측정된 과수농도의 측정수치가 급격하게 변함에 따라 발생하는 잡음신호를 방지하고자, 측정수치의 평균값을 산출하여 상기 제어보드(160)의 아날로그 멀티플렉서(161)로 전달한다.In order to prevent the noise signal generated as the measured value of the measured fruit concentration is rapidly changed, the average value of the measured value is calculated and transmitted to the
상기 아날로그 멀티플렉서(161)가 상기 적분 및 출력 제한부(133)로부터 수신한 과수농도 신호를 선택적으로 상기 A/D변환부(162)에 전달하면, 상기 A/D변환부(162)는 아날로그 신호인 과수농도 신호를 디지털 신호로 변환한다.When the
상기 A/D 변환부(162)에서 변환된 디지털신호는 상기 마이크로 컨트롤러(163)에 전해지게 되고, 해당 마이크로 컨트롤러(163)는 디지털 신호로 변환된 과수농도 수치신호를 평균처리 및 소프트웨어적으로 최적화 작업을 하여 사람이 알 수 있는 과수의 농도값 g/L, mol/L 또는 % 단위로 변환하여 상기 LCD 모듈(164)에 직접적으로 수치화하여 표시해 준다. The digital signal converted by the A /
또한, 상기 마이크로 컨트롤러(163)는 g/L, mol/L 또는 % 단위의 과수농도값이 상기 서지보호 RS-422(166)를 경유하여, 랜(LAN:Local Area Network)으로 연결된 터치 스크린 컴퓨터(200)에도 표시될 수 있도록 전달한다.In addition, the
이때, 상기 터치 스크린 컴퓨터(200)는 최초입력된 과수농도의 설정치와 상기 마이크로 컨트롤러(163)로부터 전달받은 현재 에칭챔버(10)내의 과수 농도값 g/L, mol/L 또는 %을 비교하여 보정데이터를 산출하게 된다.In this case, the
상기 보정데이터란 현재 에칭챔버(10)내의 과수농도 수치가 최초입력된 과수농도의 설정수치를 유지하기 위해 상기 과수탱크(40)에서 상기 에칭챔버(10)로 보충해줘야 하는 과수의 양과 관련된 데이터이다.The correction data is data related to the amount of fruit that must be replenished from the
상기 터치 스크린 컴퓨터(200)로부터 산출된 보정데이터가 상기 서지보호 RS-422(166)를 경유하여 마이크로 컨트롤러(163)에 전달되면, 상기 마이크로 컨트롤러(163)는 상기 보정데이터를 절연출력 5채널 릴레이(165)에 전달한다.When correction data calculated from the
상기 5채널 릴레이(165)가 상기 마이크로 컨트롤러(163)로부터 수신한 보정데이터를 상기 과수 보정신호 출력부(168)로 전달하면, 상기 과수 보정신호 출력부(168)는 상기 보정데이터를 전류 또는 전압과 같은 형태의 보정신호로 변환한다.When the 5-
상기 과수 보정신호 출력부(168)와 상기 과수 보정펌프(43)는 과수 제어라인(45)으로 연결되어 있는데, 상기 과수 보정신호 출력부(168)는 보정신호를 상기 과수 제어라인(45)을 통해 상기 과수 보정펌프(43)에 전달함으로써, 해당 과수 보정펌프(43)를 제어하게 된다.The fruit correction
즉, 상기 과수 보정펌프(43)는 상기 보정신호를 수신하여 과수탱크(40)에 저수된 과수를 펌핑하고, 펌핑되는 과수가 과수보정 라인(42)을 통해 상기 에칭챔버(10)로 투입되도록 한다. That is, the
이에 따라, 상기 에칭챔버(10)내의 과수농도는 최초 설정된 과수의 농도수치를 유지할 수 있게 된다.Accordingly, the fruit water concentration in the
또한, 상기 과수 보정신호는 상기 안정제 보정펌프(33)에 인가되어, 상기 안정제 탱크(30)에 저수된 안정제를 펌핑하고, 펌핑된 안정제가 보정이 필요한 과수 의 농도와 비례하는 수준으로 안정제 보정라인(34)을 따라 상기 에칭챔버(30)에 투입되도록 한다.In addition, the fruit correction signal is applied to the
마지막으로, 상기 동농도 센서(113)는 광원조사 탐침(113a), 광량수신 탐침(113b) 및 튜브(113c)를 포함한다.Finally, the
상기 튜브(113c)는 상기 광원조사 탐침(113a)와 광량수신 탐침(113b) 사이에 위치하며, 상기 에칭챔버(10)로부터 전달된 에칭액으로 채워지게 된다.The
상기 동농도 센서보드(140)의 광원 정전류 구동부(141)에서 정밀한 정전류를 발생시켜 항상 일정한 광원을 생성시켜주면, 상기 광원조사 탐침(113a)은 상기 광원 정전류 구동부(141)에서 생성된 광원을 상기 튜브(113c)에 조사한다.When a constant constant current is generated by the light source constant
상기 튜브(113c)를 투과한 광원은 상기 튜브(113c)의 동농도에 따라 광원의 광량이 변하게 되는데, 상기 광량수신 탐침(113b)은 광량이 변화된 광원을 감지하여 변화된 광량을 측정할 수 있도록 상기 광량 측정 수신부(142)에 전달한다.The light source transmitted through the
상기 광량 측정 수신부(142)는 측정된 광원의 광량을 가지고 에칭액에 포함된 동농도를 검출하여 상기 적분 및 출력 제한부(143)에 전달한다.The light
더욱 구체적으로 설명하면, 동이 에칭액에 의해 녹으면, 에칭액은 하늘색을 띠게 되고, 동농도가 높아질수록 에칭액은 파랑색에 가까워진다.More specifically, when copper is melted by the etching solution, the etching solution becomes light blue, and as the copper concentration increases, the etching solution becomes blue.
따라서, 상기 튜브(113c)에 조사되는 광원의 투과도가 낮아짐에 따라 상기 광량 측정 수신부(142)의해 측정되는 광원의 광량은 줄어들게 된다.Therefore, as the transmittance of the light source irradiated onto the
즉, 동농도는 조사되는 광원의 투과도에 따라 상기 동농도 센서(113)에서 발생하는 전압으로 검출되며, 상기 동농도의 높고 낮음은 전압의 높고 낮음을 통해 판단할 수 있다. That is, the copper concentration is detected by the voltage generated by the
상기 적분 및 출력 제한부(143)는 검출된 동농도의 측정수치가 급격하게 변함에 따라 발생하는 잡음신호를 방지하기 위하여, 평균화된 동농도 값을 상기 제어보드(160)의 아날로그 멀티플렉서(161)에 전달한다.The integral and
상기 아날로그 멀티플렉서(161)가 상기 적분 및 출력 제한부(143)로부터 수신한 동농도 신호를 선택적으로 상기 A/D변환부(162)에 전달하면, 상기 A/D변환부(162)는 아날로그 신호인 동농도 신호를 디지털 신호로 변환한다.When the
상기 A/D 변환부(162)에서 변환된 디지털신호는 상기 마이크로 컨트롤러(163)에 전해지게 되고, 해당 마이크로 컨트롤러(163)는 디지털 신호로 변환된 동농도 신호를 평균처리 및 소프트웨어적으로 최적화 작업을 하여 사람이 알 수 있는 동의 농도값 g/L, mol/L 또는 % 단위로 환산하여 상기 LCD 모듈(164)에 직접적으로 수치화하여 표시해 준다.The digital signal converted by the A /
또한, 상기 마이크로 컨트롤러(163)는 g/L, mol/L 또는 % 단위의 동농도값이 상기 서지보호 RS-422(166)를 경유하여, 랜(LAN:Local Area Network)으로 연결된 터치 스크린 컴퓨터(200)에도 표시될 수 있도록 전달한다.In addition, the
이때, 상기 터치 스크린 컴퓨터(200)는 최초입력된 동농도의 설정치와 상기 마이크로 컨트롤러(163)로부터 전달받은 현재 에칭챔버(10)내의 동농도값 g/L, mol/L 또는 %을 비교하여 보정데이터를 산출하게 된다.In this case, the
상기 보정데이터란 현재 에칭챔버(10)내의 동농도 수치가 최초입력된 동농도의 허용수치를 유지하도록 하기 위하여 황산, 과수 및 안정제가 혼합된 상기 에칭 액 저장탱크(20)에서 상기 보정챔버(10)로 보충해줘야 하는 에칭액의 양과 관련된 데이터이다.The correction data refers to the
상기 터치 스크린 컴퓨터(200)로부터 산출된 보정데이터가 상기 서지보호 RS-422(166)를 경유하여 마이크로 컨트롤러(163)에 전달되면, 상기 마이크로 컨트롤러(163)는 상기 보정데이터를 절연출력 5채널 릴레이(165)에 전달한다.When correction data calculated from the
상기 5채널 릴레이(165)가 상기 마이크로 컨트롤러(163)로부터 수신한 보정데이터를 상기 에칭액 보정신호 출력부(167)로 전달하면, 상기 에칭액 보정신호 출력부(167)는 상기 보정데이터를 전류 또는 전압과 같은 형태의 보정신호로 변환한다.When the 5-
상기 에칭액 보정신호 출력부(167)와 상기 에칭액 펌프(22)는 에칭액 제어라인(35)으로 연결되어 있는데, 상기 에칭액 보정신호 출력부(167)는 보정신호를 상기 에칭액 제어라인(35)을 통해 상기 에칭액 펌프(22)에 전달함으로써, 해당 에칭액 펌프(22)를 제어하게 된다.The etchant correction
즉, 상기 에칭액 펌프(22)는 상기 보정신호를 수신하여 에칭액 저장탱크(20)에 에칭액을 펌핑하고, 펌핑되는 에칭액이 에칭액 투입라인(21)을 통해 상기 에칭챔버(10)로 투입되도록 한다. That is, the
이에 따라, 상기 에칭챔버(10)내의 동농도는 최초입력된 허용가능한 수치의 동농도를 유지하게 된다.Accordingly, the copper concentration in the
이때, 상기 에칭액 펌프(22)와는 별도로 에칭액 보정펌프가 구비될 수 있고, 또한, 상기 에칭액 투입라인(21)과는 별도로 에칭액 보정라인이 구비되어, 상기 에 칭액 보정신호를 입력받은 상기 에칭액 보정펌프가 에칭액 저장탱크(20)에 저수된 에칭액을 펌핑하면, 상기 에칭액은 상기 에칭액 보정라인을 따라 에칭챔버로 투입되게된다.In this case, an etchant correction pump may be provided separately from the
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawings.
도 1은 종래의 에칭 시스템을 도시한 도면.1 shows a conventional etching system.
도 2는 본 발명에 따른 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템을 도시한 도면.2 is a view showing an etching system capable of automatic control of the etching solution concentration according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 저수조의 구조를 나타내는 도면.3 is a view showing the structure of the reservoir in the etching system capable of automatic control of the concentration of the etching solution according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 에칭액 농도의 자동제어가 가능한 에칭 시스템에 에칭 컨트 컨트롤러 내부의 블럭도를 도시한 도면.Figure 4 is a block diagram of the inside of the etching control controller in the etching system capable of automatic control of the etching liquid concentration in accordance with the present invention.
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2008
- 2008-01-09 KR KR1020080002482A patent/KR100943352B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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