KR20010053520A - 보측된 화학 보충 시스템 - Google Patents

Abstract

화학조의 내용물을 제어하는 방법은 화학조에 대한 보충 상태를 결정하는 단계와, 보충 상태의 유니트를 형성하는 단계와, 보충 상태 유니트당 보충 매질의 보충 체적에 대응하는 보측(步測) 요소를 설정하는 단계와, 보충 상태 유니트의 설정된 제품수와 보측 요소에 대응하는 보충 임계치를 형성하는 단계를 포함한다. 화학조의 설정된 요소의 지속적인 보충률은 경과된 시간, 암페어-시간(또는 저항), 제품 로딩수, 제품 표면적, 시간에 대한 라인 속도 등인 보충 상태에 응답하여 결정된다. 상기 방법은 이들이 실제로 소모되었을 때 요소를 보충한다. 또한, 고갈(또는 부산물의 경사인 경우 축적)과, 검출 및 보정에 관련된 지연 시간을 방지한다. 상기 시스템은 작업자로 하여금 보충 분배 연산식을 세팅할 것을 허용한다. 일단 이러한 세팅이 설정되면, 시스템은 도금조의 분석에 의한 보충 상태에 기초하여 보충량을 자동으로 조정할 것이다.

Description

보측된 화학 보충 시스템{PACED CHEMICAL REPLENISHMENT SYSTEM}

화학조에서 화학 성분의 설정 농도나 평형을 유지하기 위한 공지의 장치나 방법은 진행성 제어(feed-forward control) 또는 피드백 제어(feed-backward control)를 사용하는 제어 시스템을 사용한다. 상기 피드백 제어는 요소 농도와, 도금 효율과, 정류기로부터의 전류 출력과, 드래그-아웃 비율(drag-out rate)과, 도금액 체적/액위와, 온도 및 도금 두께 등에 관한 센서 입력값에 의존한다.

상기 진행성 제어는 예상 모델(a predictive model)에 의존한다. 전기도금처리에 있어서, 아노드와 캐소드 관계에 의한 도금조의 조성 변화는 암페어-시간의 함수로서 정량적으로 모델화된다. 또한, 드래그-아웃을 통한 변화도 암페어-시간의 함수로서 모델화된다. 이들은 시스템 전체 모델을 얻기 위하여 조합된다. 때로는 손실을 보충하고 일정한 욕조 성분을 유지하기 위해, 상기 모델에 재료 또는 질량 평형식(material or mass balance equation)이 적용되어 암페어-시간의 함수로서 보충을 연산하기도 한다.

공지의 장치는 피드백 제어 센서에 의해 얻어진 센서 신호와 진행성 모델 및 제어/오차 한계에 의해 얻어진 설정값을 비교하기 위해 마이크로프로세서를 사용한다. 만일 그 값이 상기 제어/오차 한계를 벗어났다면, 시스템은 (1)부가의 보충 첨가물을 제시하며, (2)설정된 암페어-시간 주기동안 지불해야 할 진행성 부가적 진행성 비용을 연기할 것을 제시하며, (3)사용자로 하여금 진단 스크린을 통해 욕조 변수를 그 필요 범위내로 이동시키는 것을 도와준다.

이러한 공지의 장치는 매우 복잡하며 정밀하지 않다. 따라서, 보충 첨가에 있어서 히스토리칼 트렌드(historical trend)를 효과적으로 조정할 수 있으며, 보충을 실행할 때 진행성 모델의 조정에 의존하지 않는 시스템이 요망되고 있다.

본 발명은 화학조에서 화학 성분의 설정 농도나 평형을 유지하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 특히 화학조의 화학적 분석에 응답하여 변조된 히스토리칼 보충률(historical replenishment rate)에 따라 화학 성분을 보충하기 위한 시스템에 관한 것이다.

도 1은 구리 도금 작동 및 화학적 제어를 위한 본 발명의 양호한 실시예의 처리 흐름도.

도 2는 200리터의 "NOW PAK" 자동 투량 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 암페어-분 실시예에서 RS232/422 데이터 교환 통로를 사용한 매니저 설비의 개략적인 평면도.

도 4는 혼합 및 여과 장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따라 구성된 보충 시스템의 외부에 대한 평면도.

도 6은 200리터 보충 시스템의 실시예에 대한 평면도.

도 7은 라인 상태 스크린을 도시하는 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 8은 종전에 처리된 유기물 화학적 유지보수의 변수 상태 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 9는 화학물 스테이징 유기물 첨가의 또 다른 변수 상태 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 10은 플레이터의 또 다른 변수 상태 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 11은 유입되는 화학물 투시 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 12는 분석기 제어 시스템 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 13은 플레이터의 구리 황산염의 보충을 나타내는 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 14는 피드백 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 15는 구리 황산염 세팅 스크린을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면.

도 16은 정밀한 분배 체적을 실행하는 장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 17은 화학조에서 유체 재료 레벨의 정밀한 측정을 실행하는 장치를 개략적으로 도시한 도면.

본 발명에 따르면, 화학조의 내용물을 제어하는 방법이 제공되며, 이러한 방법은 화학 성분의 설정 요소에 대한 지속적인 보충률을 결정하는 제1결정단계와, 화학조에 대한 보충 상태를 결정하는 제2결정단계와, 상기 보충 상태에 응답하여 화학 성분의 설정 요소에 대한 지속적인 보충률을 조정하는 단계를 포함한다.

상기 제1결정단계에서 지속적인 보충률은 히스토리칼 보충률에 기초한다. 상기 보충 상태를 결정하는 제2결정단계는 본 발명의 일실시예에 따르면 경과시간을 관찰하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 보충 상태를 결정하는 제2결정단계는 예를 들어 화학조에 의한 전기 에너지 소모를 관찰하는 단계와, 도금조에서 도금되는 제품수를 관찰하는 단계와, 도금조에서 도금되는 제품의 표면적을 관찰하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 지속적인 보충률을 결정하는 상기 제1결정단계는 보충 매질의 양을 설정하는 제1설정단계와, 상기 보충 매질의 설정량이 보충 상태에 대해 화학조에 침착되는 비율에 대응하는 보충 빈도를 결정하는 제3결정단계를 포함한다. 이러한 실시예는 보충 상태의 유니트를 형성하는 단계와, 보충 상태의 경과 시간을 계산하는 단계를 부가로 포함한다.

이러한 실시예에서는 형성된 보충 상태 유니트의 제품과 설정된 보충 상태 유니트의 갯수에 대응하여 보충 임계치를 형성하는 단계를 부가로 포함한다. 지속적인 보충률을 조정하는 단계는 카운트된 보충상태 유니트의 갯수와 설정된 보충상태 유니트의 갯수를 비교하는 단계를 포함한다. 또한, 지속적인 보충률을 조정하는 단계는 지속적인 보충률의 조정률을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 화학조에 대한 보충 상태를 결정하는 단계와, 보충 상태의 유니트를 형성하는 단계와, 보충 상태 유니트당 보충 매질의 보충 체적에 대응하는 보측(步測) 요소를 설정하는 단계와, 보충 상태 유니트의 설정된 제품수와 보측 요소에 대응하는 보충 임계치를 형성하는 단계를 포함하는 화학조의 내용물 제어방법이 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 경과된 보충상태 유니트를 카운트하는 단계를 부가로 포함한다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보충 임계치에 도달되었을 때 화학조의 보충을 실행하는 단계와, 화학조의 내용물을 결정하기 위해 화학조를 검사하는 단계와, 상기 화학조의 보충시 화학조의 보충량을 조정하는 단계를 포함한다. 상기 화학조의 보충량을 조정하는 단계는 하기에 상세히 서술될 다음과 같은 식에 따라 실행된다.

P_F' = P_F×[I + (RA/T) ×A]

이러한 실시예에서는 화학조의 보충을 실행하는 단계를 포함하며, 부가적으로 보충 임계치를 변화시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화학조의 보충량을 조정하는 단계는 보충 상태의 유니트당 보충 매질의 보충 체적을 변화시키는 단계를 부가로 포함한다.

보충

본 발명의 보충기(reflenisher)는 소프트웨어와, 컴퓨터/제어기 등의 하드웨어와, 다음과 같은 작업을 동시에 수행할 수 있는 화학 분배 하드웨어의 조합으로 이루어져 있다.

※명령을 수신하여 그 응답이나 상황을 호스트 컴퓨터로 전송.

※명령을 수신하여 그 응답이나 상황을 사용자 키패드와 디스플레이 터미널로 전송.

※다수의 행선지(multiple destination)에 관계없이 다수의 화학적 분배에 대한 시작, 관찰 및 정지.

이러한 시스템에 의해 관찰되거나 추적된 일부 변수들은 다음과 같다.

※화학적 유동률

※화학적 사용

※화학적 공급 상태(적합하다, 낮다, 비어있다)

※펌프 상태(온, 오프, 작동정지)

※펌프 보정 요소

정밀하면서도 가변적이고 확인된 분배 체적을 얻기 위해 다음과 같은 내용이 사용된다.

※유동률은 기설정된 적절한 값으로 한정된다.

※유동 체적은 유로에서 패들 휘일 유동센서로부터의 펄스를 총합하여 측정된다.

※차단 밸브에 의해 필요로 하는 체적이 분배되었을 때는 유동이 정지된다.

이러한 접근 방법에 대한 장점은 1)유동률이 제한되므로써, 유동센서는 펄스 범위당 재생가능한 체적을 유지하여 고정밀도를 보장하며, 2)펄스를 총합하여 필요로 하는 펄스 카운트(또는 체적)에서 중단되므로써, 가변적인 설정량이 분배되고, 이러한 시스템은 가변적인 유동률 시스템 보다 그 구조가 상당히 간단하며, 3)예를 들어 체적 계량펌프 대신에 유동 센서를 사용하므로써, 분배된 체적을 추정하는 것이 아니라 실제로 확인할 수 있다.

상술한 바와 같은 방법은 하기의 도 16 및 도 17에 도시된 유동률 제한방법과 조합하여 가변의 체적을 분배하는데 있어 다른 기계적인 방법 보다 비용이 적게 소요된다. 일정한 압력공기 공급부가 구비된 공압 펌프를 사용하게 되면, 공급재료는 일정한 압력으로 억제 니들밸브 또는 오리피스로 공급된다. 이러한 방법에 의해 제조비용은 저렴하게 되고 기계적 구성이 간단하게 된다. 상기 방법은 펌프가 그 유동률 용량의 약 1% 내지 10%로 사용될 때, 본 발명의 주요한 특징인 최상의 정밀도를 달성할 수 있다. 화학 유동률은 분배중 관찰된다. 매우 낮은 유동률이나 정지 유동률은 화학 공급부가 비어있다는 상태를 검출하여 이를 알려주는 경보를 제공한다. 이것은 실제로 펌프에 사용되는 지의 여부를 표시할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 "빈(empty)" 공급부 레벨 검출기를 대신하여 사용된다. 또한, 유동률과, 분배 시작후 축적된 분배량과, 공급재료의 재충진이나 휴지후 분배된 전체량은 분배중에 기록된다.

보측 보충(paced replenishment)

본 발명의 보측 보충 시스템은 하기에 보충 상태로 언급되는 어떤 사건(some event)에 비례한 비율로의 보충을 언급하는 것이다. 보충 상태를 구성하는 적절한 사건(event)은 경과 시간과, 암페어-시간(또는 저항)과, 제품 로딩 횟수와, 제품 표면적과, 시간에 대한 라인 속도 등을 포함한다. 본 발명의 방법은 실제 소모되었을 때의 처리 성분을 보충한다. 또한, 검출 및 보정에 관련된 시간 지연과 고갈[또는 폐기물의 경사(傾瀉)(decant)인 경우 축적]을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 주요한 특징은 정밀한 보충에 있다. 각각의 실시예에서, 보충은 하기와 같은 보충 상태에서 자동으로 시작된다.

※분석 결과에 기초한 상태

※암페어-분(amp-minute)에 기초한 상태

※생산에 기초한 상태

※처리시간에 기초한 상태

※경과시간에 기초한 상태

※작업자 요청에 기초한 상태

일실시예에서, 상기 시스템은 작업자로 하여금 분석결과와 암페어-분(또는 상술한 바와 같은 다른 보충 상태)에 기초하여 보충 분배 연산을 세팅할 수 있게 한다. 일단 세팅이 설정되었다면, 상기 시스템은 도금조에 대해 분석결과에 의한 암페어-분에 기초하여 보충량을 자동으로 조정할 것이다.

이러한 기능적인 보충 튜닝 조정을 위해, 도금 공구와 본 발명의 제어기 사이에는 통신 링크(communication link)가 제공된다. 이러한 링크는 시스템에 도금 셀/욕조에 의한 암페어-분[암페어수(amperage)]을 제공하므로, 예를 들어 암페어-분 목표에 기초하여 보충을 시작할 수 있게 된다.

특히, 화학조의 보충은 각각의 작동 욕조에 대한 히스토리칼 경험에 기초한 설정비율로 진행된다. 선택적으로, 주어진 시스템에서 실행중인 현존의 보충비율은 유사하거나 관련의 화학 시스템에 대한 경험에 기초하여 설정되었다. 본 발명의 실시예에 따르면, 보충률은 보측 신호가 트립 포인트(trip point)에 도달하는데 필요한 시간으로 제어되는 주파수에서 사용자가 한정한 체적의 작은 다발(batch)이나 묶음(aliquot)으로 실행된다. 상기 트립 포인트는 예를 들어 10.0 암페어-분 또는 3제품 로딩(3 product load)과 같은 보측 유니트의 설정된 총합이다. 트립 포인트에 도달된 후에 분배된 체적은 하기와 같은 관계식에 의해 한정되며, 이러한 체적은 실시간 보측 유니트가 상기 보측 유니트 트립 유니트와 동일하거나 이를 초과하였을 때나 초과한 후 분배된 체적에 대응한다.

보충 체적 = P_F×P

상기 P_F는 축적된 보측 유니트당 보충 체적의 유니트에서의 보측 요소이며, P는 보측 상태가 축적된 보측 유니트이다.

상기 보측 유니트는 실시간으로 지속적으로 축적된다. 또한, 화학조는 필요로 하는 화학 성분의 평형을 유지하기 위해 주기적으로 샘플링되어 보충률이 적절한지의 여부가 결정된다.

H₂O가 너무 많이 첨가되었거나 경사된 경우처럼 샘플링 결과가 화학조가 저농도인 것을 나타낼 경우나, 보충이 지연되거나 부적절한 경우, 차후에 한번 분배되는 보충재료의 체적이 증가된다. 선택적으로, 상기 보충 체적은 동일하게 유지될 수 있지만, 기본적으로 미사용의 축적된 보측 유니트를 지지하여 일련의 보충이 빨리 이루어질 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 보충률 즉, 보측 요소는 간헐적 정량 분석에 응답하여 조정된다. 즉, 공급 재료의 비율은 축적된 신호나 보측 요소에 비례하여 보충된다. 본 발명의 장치는 화학조의 내용물에 대해 매우 정밀한 간헐적 정량 분석을 실행할 수 있기 때문에, 이러한 분석 결과는 축적된 보측 요소에 대해 보충률을 간헐적으로 조정하는데 사용된다. 본 발명이 금속 마무리용 화학조에 사용되는 경우, 비율 조정이나 튜닝(tuning)을 위한 시간 간격은 처리의 동적 범위와 그 예측성에 따라 30분 내지 수시간의 범위로 변화된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 튜닝은 각각의 분석결과가 얻어진 후 바로 실행된다. 상기 조정 또는 튜닝은 하기의 식에 따라 실행된다.

P_F' = P_F×[I + (RA/T) ×A]

상기 P_F는 보측 유니트당 보충 체적의 유니트에서의 현재 보측 요소이며, P_F'는 새로운 보측 요소이고, R은 전류량 분석 결과로부터 연산된 보충량(이러한 연산은 일반적으로 화학양론적이다)이며, T는 종전의 분석 결과 이후로 보측된 전체 보측 보충(이것은 분석이나 작업자 요구에 따른 응답과 같은 기타 다른 이유로 인해 보충된 양을 배제한다)이며, A는 부분적인 조정률로서 0＜A≤1 이며, 보측 요소가 튜닝되는 속도를 제어한다. 신속한 응답을 요구하고 분석 확실성이 높은 처리단계는 A를 1,0에 세팅하는 단계를 포함한다.

표준의 PID(비례, 적분, 유도) 제어에 비해, 본 발명의 방법은 각각의 분석후 처리 제어 설정포인트로의 복귀에 필요한 전체량을 보충하므로 적분 에러(일정한 옵셋)를 보상할 수 있다. 상기 적분 에러는 오직 진행중인 보측 보충에 의해서만 의도적으로 주의를 기울일 필요가 없으며, 설정포인트에 도달된 후 일련의 오버슈트(overshoot)와 보정을 피하여 보다 즉각적인 회복을 달성하기 위한 것이다.

상기 오버슈트는 오버슈트를 초래하는 연산 체적을 동일하게 하므로써 분배 체적이 바이패스(분배되지 않음)될 때까지 보측 보충의 정지에 의해 보정된다. 튜닝 관계식은 R의 부호가 마이너스인 것을 제외하곤 상기와 동일하다. 적분 에러에서처럼, 이것은 설정포인트에 도달된 후 보다 즉각적인 회복을 달성하기 위해 일련의 언더슈트(undershoot)와 보정을 피할 수 있게 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.

1. 신호를 허용가능 범위로 전환하거나 증폭하는 보측 신호 조정단계

2. 디지탈 신호로의 신호 전환단계

3. 시간에 대한 입력의 총합을 생성하기 위한 신호 적분단계

4. 소규모 다발의 보충이 시작되는 트립 포인트에 대해 적분된 신호의 비교단계

5. 현재의 보충량의 분배와 신호 적분을 제로로 설정하는 단계

화학 농도 제어(다른 실시예)

튜닝

튜닝은 본 발명의 실시예에 따라 다음과 같은 사항에 기초하여 실행된다.

※분석결과가 얻어졌을 때, 종전 분석 이후로의 분석 판독에서의 변화가 연산된다. 만일 평균적인 결과가 실행중이라면, 상기와 동일한 식이 적용되지만, 현재의 판독값은 현재와 종전의 n판독값의 평균값으로 대체되며, 종전 판독값은 종전 판독값과 그 대응의 종전 n판독값의 평균값으로 대체된다.

분석 판독값의 변화 = 현재 판독값 - 종전 판독값

※부족한 상태로 공급되거나 과잉 공급되어 판독값의 변화가 없는 정도가 연산된다. 기타 다른 비보측 보충의 기여도 이러한 식에 관여하게 된다.

보측 보충 에러 = 분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 - 종전 분석 이후로의 비보측 보충의 총합.

상기 "분석 보충 요소"는 분석 결과를 보충량으로 전환시키는데 사용되는 승수(乘數)(multiplier)이다. 이것은 분석 유니트에 대한 보충 유니트에서 목표 아래쪽의 그램/리터 당 보충 리터로 표시된다. 상기 "종전 분석 이후로의 비보측 보충의 총합"은 종전 분석결과나 수동으로 실행된 것에 응답하는 보충과 같은, 시간 또는 암페어-분에 기초하지 않은 모든 보충을 포함한다. 그후, 다음과 같은 식에 따라 새로운 보충 요소가 연산된다.

새로운 요소 = 구 요소 - 구 요소 ×(튜닝 비율/100) ×

종전 분석 이후로의 보측 보충의 보측 보충 에러/총합

상기 "튜닝 비율"은 0 내지 100으로 표시된다. 전형적인 작동값은 20.0이다. 이것은 분석에러와 분석 주파수, 및 처리 변화율에 의존한다. 즉, 사용자는 (변화율/분석에러/분석 주파수)에 비례하여 이를 설정해야 한다.

2요소 튜닝방법을 위해 유도된 또 다른 식은 만일 요소가 제로에 도달할 경우 "고정되지 않는다"라는 장점을 제공한다. 이것은 "이상적인 요소"를 위한 첫번째 식으로서, 만일 모든 판독값과 데이터가 완전히 정밀할 경우의 요소이다.

소모된 전체 화학물 = 분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 + 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합

이상적인 요소 = 소모된 전체 화학물/종전 분석 이후로 축적된 보측 유니트

또는,

이상적인 요소 = (분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 + 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합)/종전 분석 이후로 축적된 보측 유니트

신규 요소 = 구 요소 ×(1 - 튜닝 비율/100) + 이상적인 요소 ×(튜닝 비율/100)

이러한 식에서 튜닝은 만일 "종전 분석 이후로 축적된 보측 유니트"가 제로일 경우 생략될 수도 있음을 인식해야 한다.

2요소 튜닝

암페어-분 및 용액을 고갈시킨 시간 등과 같은 상이한 2요소가 고려될 때, 상기 요소들은 대수적으로 결정되어야만 하는데, 그 이유는 이들은 상이한 비율로 동시에 고갈되기 때문이다. 상기 식은 "튜닝 비율"없이 가장 쉽게 해결된다. 이어서 이러한 요소들이 부가될 것이다.

보측 보충 에러1 = 1에 의한 분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 - 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합 + 보측 보충1의 총합

1에 의한 분석 판독값에서의 변화 = 보측 유니트1 ×이상적 보측 요소1

상기 보측 유니트1 은 종전 분석 이후로 보고된 암페어-분과 같은 보측 유니트의 총합이며, 이상적 보측 요소1 은 보측 유니트로부터 보충량으로 전환하기 위한 실제적인 그러나 알려지지 않은 전환 요소이다. 이것은 다음과 같은 식을 제공한다.

보측 보충 에러1 = 보측 유니트1 ×이상적인 보측 요소1 ×분석 보충 요소 - 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합 + 보측 보충1의 총합

보측 보충 에러2 = 보측 유니트2 ×이상적인 보측 요소2 ×분석 보충 요소 - 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합 + 보측 보충2의 총합

전체 보측 보충 에러 = 분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 - 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합 + 보측 보충1의 총합 + 보측 보충2의 총합

또는,

전체 보측 보충 에러 = 보측 보충 에러1 + 보측 보충 에러2

식을 간단하게 하기 위해,

A = 전체 보측 보충 에러이고

B = 분석 보충 요소이고

E1 = 보측 유니트1

E2 = 보측 유니트2

X1 = 이상적인 보측 요소1

X2 = 이상적인 보측 요소2

C = 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합

D1 = 보측 보충1의 총합

D2 = 보측 보충2의 총합

F = 분석 판독값에서의 변화

O = 분석 보충 요소 를 대입하면,

보측 보충 에러1 = E1 ×X1 - C + D1

보측 보충 에러1 = E2 ×X2 - C + D2

전체 보측 보충 에러 = F ×G - C + D1 +D2

"전체 보측 보정 = 보측 보충 에러1 + 보측 보충 에러2" 이므로,

F ×G - C + D1 +D2 = E1 ×X1 - C + D1 + E2 ×X2 - C + D2 가 되고,

X1 = (F ×G-C + D1 + D2 + C - D1 -E2 ×X2 + C - D2)/E1

X1 = (F ×G + C - E2 ×X2)/E1

또는,

이상적인 보측 요소1 = (분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 + 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합 - 보측 유니트2 ×이상적인 보측 요소2)/종전 분석 이후로 축적된 보측 유니트1 이고,

이상적인 보측 요소2 = (분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 + 종전 분석 이후로의 모든 보충의 총합 - 보측 유니트1 ×이상적인 보측 요소1)/종전 분석 이후로 축적된 보측 유니트2 가 된다.

이들은 알려지지 않은 2개의 요소를 갖는 2개의 식이므로, 이러한 식은 2세트의 데이터를 갖는데, 한세트는 종전 쌍에 대한 전류를, 또 다른 세트는 종전-종전 쌍에 대한 전류를 사용하여 풀어야 한다. 이를 위해 행렬 대수가 사용된다. 상기 식은 일정한 상수가 조합되면 간단하게 될 수 있다.

X1 = K/E1 - X2 ×E2/E1

X2 = K/E2 - X1 ×E1/E2

상기 K는 F ×G + C 이다.

시각을 기본으로 하는 사용자 인터페이스

시각을 기본으로 하는 사용자 인터페이스(관리 프로그램)는 다음과 같은 사항을 포함한다.

1. 각각의 요소에 튜닝 비율을 대입하기 위한 텍스트 박스. 이것은 0 내지 100%로 표시된다. 이를 위한 디폴트는 100이며, 보측 요소에 비례한 소모율은 일정하지 않다.

2. 농도가 높을 경우 목표치로 복귀될 수 있도록 보측 보충의 지연 여부를 선택하는 체크 박스. 이를 위한 디폴트는 "예"이다.

3. 교정 보충을 연산하거나 체적을 지연하는데 사용하기 위해 종전 판독 횟수(0 내지 10)를 대입하는 텍스트 박스. 디폴트 값은 2이며, 분석 에러를 완화를 필요로 할 때 높게 설정된다. 상기 텍스트 박스 캡션은 예를 들어 "현재와 종전 결과의 평균값을 사용하시오"라고 표시된다.

레벨 제어

화학 처리 용액의 레벨 제어는 상태를 다양하게 경험하기 때문에 매우 어렵다. 따라서 여러가지 방법이 있으며, 각각의 방법은 자체적으로 강점과 약점을 갖고 있다. 예를 들어, 표면 발포는 대부분의 무선주파수(RF) 레벨 센서에 문제를 초래하지 않지만, 초음파 센서나 음향 센서에는 액상으로 등록된다. 그러나, RF 센서는 미약하게 코팅되거나 도전성이 낮은 용액에서는 작동되지 않는다.

내구성(또는 신뢰성)에도 문제가 있다. 대부분의 센서에 관련된 전자공학은 본래 센서가 파괴될 수 있는 한정적인 온도 작동범위를 갖고 있다. 다른 실시예에 따르면, 용액 표면이 코팅되거나 용액이 결정화될 때 유지보수에 문제를 초래하게 된다. 마지막으로, 센서가 설치될 공간적 제한성이 제기된다. 일반적으로, 이러한 공간적 문제점은 센서 헤드(또는 전자공학적 패키지)로부터 유발된다. 예를 들어, 개방된 탱크 위에서 처리된 재료를 탱크의 내외로 이동시키는데 일반적으로는 호이스트가 사용된다. 이러한 "재료 흐름"은 설비를 탱크 액상 표면위에 위치시키는데 유용한 공간을 한정한다.

본 발명의 시스템은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하거나 방지하기 위해 공압 레벨의 검출 기법을 사용한다(도 16 및 도 17 참조). 일반적으로, 이러한 기법은 다음과 같은 구성요소 즉, 1)압력제어된 공기나 가스원, 2)가스 유동률을 제어하기 위한 정밀한 오리피스나 니들 밸브, 3)튜브내의 압력을 검출하기 위한 압력 스위치 또는 센서, 4)처리 용액에 대해 불활성이고 이러한 용액에 잠기며 종료되는 깊이에서 액체의 압력을 내부에 받게 되는 재료의 튜빙 길이를 사용한다.

상기 오리피스는 오리피스의 우측(하방)에 대한 압력이 버블링되는(bubbling) 튜브 출구 위에서 액체의 압력 헤드로 한정되도록 공기 흐름을 제한한다. 레벨의 변화는 가스와 액체를 튜브 출구에서 평형상태로 유지하는데 필요한 가스압력의 변화에 의해 검출된다. 상기 레벨이 상승한 후, 가스는 출구에서의 액체 압력과 동일하게 될 때까지 압력이 축적될 것이며, 그후, 통기(버플)되어 평형상태를 유지하게 된다.

본 발명의 일부 실시예에서는 다음과 같은 구성요소가 사용된다.

1. 시스템을 공급하기 위해, 예를 들어 2psi 이하의 저압 가스. 이것은 허용가능한 최대 압력을 제한하므로써, 낮은 범위의 압력 스위치나 센서에 대한 손상과 튜브 출구가 막히는 것을 방지한다.

2. 예를 들어 0,008 내지 0,020인치 직경을 갖는 미세한 오리피스. 이것은 가스 흐름을 느리게 하여, 잠긴 액체의 헤드 높이와 동일한 압력을 가정하게 한다. 또한 이것은 튜브의 내측을 화학적 코팅이 없게 하므로써 축적을 방지한다. 이것은 공기-액체 연결부에서 건조 및 고화되는 용액에서 특히 유용하게 사용된다. 본 발명은 상기 오리피스 크기에 한정되지 않지만, 선택된 이러한 크기는 실시예에서 양호하게 사용된다.

3. 과대한 크기의 튜빙. 예를 들어 필요로 하는 1/8인치 보다 3/8인치 직경의 튜빙을 사용하므로써, 공기 흐름에 관여하는 측정가능한 모든 압력강하가 제거된다. 이것은 압력 센서와 그 관련의 설비가 안전하고 편리한 및/또는 집중화된 위치에서 용액으로부터 멀리 위치될 수 있게 한다. 본 발명의 양호한 실시예에서는 실행시의 손실없이 100피트 이상의 거리가 사용된다.

4. 용액과 접촉하고 있는 튜브나 파이프 부분은 예를 들어 1/2인치 또는 1인치 이상으로 더욱 커질 수 있으므로, 건조된 재료에 의해서 유발되는 출구의 막힘이 상당히 감소된다. 출구의 막힘은 실제 실시예에서는 문제를 유발하지 않지만, 이러한 기법은 상술한 바의 용액에서는 유용하게 사용될 수 있다.

5. 불활성의 고비용 재료가 용액과 접촉될 것이 요구되는 경우, 용액에 유입되기 전에 나일론이나 폴리우레탄 또는 폴리에틸렌 등과 같은 표준 재료의 한쪽 튜빙을 테프론?과 같은 불활성 재료로 전환시키는 연결부가 제공될 수도 있다. 이것은 잠긴 튜브나 파이프 부분이 손상되거나 막힌 경우 이를 대체할 수 있는 매우 편리한 방법을 제공할 수 있다는 장점을 갖고 있다.

6. 고정된 기지의 수직 거리만큼 잠긴 2레벨 센서를 사용하므로써, 압력 판독값은 이러한 판독값을 레벨이나 체적으로 전환시키기 전에 용액 밀도의 변화를 위해 보정될 수도 있다. 물론, 이러한 방법은 분리된 포인트 레벨 절환이 아닌 아날로그 레벨 검출에만 적용된다. 이러한 레벨 측정방법과 함께 사용된 소프트웨어는 다음과 같은 사항을 달성한다.

1. 탱크에서 파동 작용의 "디바운싱(debouncing)". 측정된 탱크 용액은 의도적으로나 작업 흐름에 의해 교반되기 때문에, 레벨은 일정하지 않으며 실제로 기복이 있게 된다. 상기 소프트웨어는 지속적인 유용한 판독을 제공하기 위해 이와같은 "노이즈" 절환형 레벨 검출을 제거한다. 그러나, 이를 실행하기 위한 방법은 스위치에서 대형 히스테리시스[또는, 데드밴드(deadband)]를 생성하지 않으므로, "높은(high)" 판독값과 "낮은(low)" 판독값을 합하여 평균값을 내므로 정밀도가 떨어진다. 따라서, 만일 5초가 지난 후 전부 8개의 높고 낮은 판독값이 얻어졌다면, 레벨은 절환 범위의 80%인 것으로 연산된다. 이러한 정수값은 협소한 범위내에서 정밀한 제어를 달성하기 위해 사용된다. 예를 들어, 프로그래머는 70%와 80%에서 보충이 시작되도록 세팅할 수도 있다.

2. 이러한 기법에서의 또 다른 개선점은 가장 최근의 판독값이 가장 큰 가중치를 갖게 되는 가중평균을 사용한다는 점이다. 이를 위한 간단화한 식은 다음과 같다.

새로운 평균 레벨 = (((100 - W) ×종전 평균 레벨) + (W ×현재 레벨 판독값))/100

여기서, 현재 레벨 판독값은 제로이거나 1이며, W는 최신의 판독값을 제공하는 가중치이다. W에 대한 전형적인 범위는 탱크 레벨의 변화가 응답되는 신속도 대 필요로 하는 파동 작용(wave action)의 감쇄량에 따라 5 내지 20에 속하게 된다. 이러한 가중 기법은 분리된 센서와 아날로그 센서 양자에 모두 적용할 수 있다.

3. 이러한 접근 방식에 따라, 파동 작용은 목표 레벨 센서의 기능도를 확인하는데 사용할 수 있다. 0% 내지 100% 사이의 그 어떠한 판독값이라도 상기 스위치가 파동 작용과 같은 레벨 변화에 응답하는 것을 확인할 수 있다. 레벨이 절환 범위에 있을 때 충진을 시작하므로써, 정상 작동모드와 탱크에서의 미세한 교반은 센서 기능도를 확인하는데 사용될 수 있다.

4. 제어를 설정할 수 있는 사용자는 필요할 경우 절환을 감소시키고 밸브 순환을 충진하기 위해 자동 과충진을 허용하므로써, 장치의 구성요소 수명범위를 연장시킨다.

5. 2개의 레벨 센서가 사용될 경우, 각각의 센서는 다른 센서의 적절한 동작을 확인하는데 사용될 수도 있다. 상이한 레벨로 설치되었을 때, 하부 센서는 처리 레벨 또는 목표 레벨로 사용되며, 상부 센서는 경보 레벨 또는 경고 레벨로 사용된다. 이러한 방식으로 배치되었을 때, 만일 하부 센서가 100% 이하인 것을 판독하였다면, 상부 센서에 대해 유효한 판독값은 0%이다. 상부 센서가 이 이상을 판독하는 것은 오직 하부 센서가 100%를 판독했을 때 뿐이다. 이를 벗어난 상태는 작업자에게 에러로서 보고되며, 위험한 동작이나 과잉 동작을 방지하기 위해 소프트웨어에 상호로킹이 걸린다. 한쪽으로부터의 신호가 충진장치나 소거장치(emptying device)를 작동시키고 다른 한쪽이 이러한 장치를 정지시키는 경우 본 기술분야에서는 2센서를 사용하는 것이 일반적이다. 따라서, 제2센서는 레벨 제어동작에 사용되기 때문에 제1센서를 백업하는데 사용될 수 없다. 보호 또는 인터로킹을 위해서는 제3센서가 필요하게 된다.

6. 고장에 대한 부가적인 보호책으로서, 충진을 정지시키고 작업자에게 레벨이 1)설정된 시간내에 측정가능하게 상승하고 있지는 않는지, 2)설정된(보다 길게) 시간내에 목표에 도달되고 있지는 않는지를 경고하기 위해 소프트웨어 타이머가 사용된다. 작업자가 리셋을 시작하거나 레벨이 외부의 일부 수단에 의해 목표치로 회복될 때까지는 자동 충진이 허용되지 않는다.

7. 이것은 센서의 고장이 또 다른 위험을 초래하지 않는 안전한 디자인을 형성한다. 상부 센서의 오판독은 충진 동작을 제공하지 않게 되며, 하부 센서의 오판독은 시간이 지난 충진 시도를 초래하게 된다(상기 충진시간에 대한 제한은 센서로부터 림까지 탱크를 충진하는데 필요로 하는 시간 보다 작게 세팅된다).

특수한 구리 도금 실시예

구리 도금 환경을 위해 특별히 적용된 본 발명의 특수한 실시예에서, 상기 시스템은 구리 도금조의 제어 변수와 연관된 화학물의 보충 및 수동분석에 대한 필요성을 제거하도록 설계되었다. 또한, 본 발명의 시스템은 자동적인 센서 보정을 제공하며, 내부의 진단 시스템은 작동시 높은 신뢰성과 반복성을 유지한다.

또한, 유지보수에 필요성을 감소시키며 문제점을 효과적으로 제거할 수 있다.

이러한 실시예에서는 구리 황산염과, 황산과, 염산 및 2개의 유기제/첨가제를 위해 자동분석기가 제공된다. 양호한 실시예에서, 상기 분석기는 적정 처리법(titrametric procedure)을 자동화하여 5 내지 7분 동안 급격하면서도 상이한 종점을 분배한다. 샘플링, 정화, 샘플 준비단계, 기타 분석, 세정 및 트렌드 체크(trend check)에 시간이 소요되므로, 전체 사이클 시간은 약 20분 내지 30분이 소요된다.

특히, 이러한 실시예는 다음과 같은 요소의 화학적 보충과 화학 분석을 자동으로 실행한다.

화학 분석 화학 보충

구리 구리 황산염

황산 황산

염화물 염산

첨가제#1 유기제

첨가제#2 유기제

본 발명의 분석기는 도금액의 전체 유기적 오염 표시를 제공할 뿐만 아니라 유기 성분 분석을 위한 순환되는 전기량 스트리핑을 자동으로 실행할 것이다. 이러한 분석은 특정 탱크에 실행되도록 선택되었을 때 무기물 성분을 위한 분석과 함께 작동되도록 프로그램된다. 이러한 방법(적정법 또는 CVS 또는 CPVS)내에서, 분석은 연속적으로 실행될 것이다.

하우징

본 발명의 시스템은 투시용 전면이 구비된 방화성 폴리프로필렌 캐비넷에 수용되어 도어에 힌지(로킹)된다. 상기 시스템은 필요로 하는 분석 처리를 자동화하기 위해 pH 전극과, ORP 전극과, 염화물-이온-특수전극과, 순환성 전기량 스트리핑 유니트를 사용한다. 상기 캐비넷은 누설 검출부와 2차 수용부를 구비하고 있으며, 최대 3개의 가압 샘플라인으로부터 화학적 샘플을 수용하도록 설계되었다.

상기 캐비넷에는 다양한 동작 형태를 관찰하기 위한 투시 스크린이 구비된 관리 시스템과, CPU 선반(shelf)과, 인출 키보드 로킹 인출기와, 프린터 스탠드와, 로컬 제어 유니트(LCU)를 위한 전기 패널이 수용된다. 양호한 실시예에서 이러한 캐비넷의 전체 크기는 48"W ×72"H ×24"D 이다. 이러한 실시예에 따르면, 상기 분석기는 RS-422 데이터 이송장치를 통해 관리 프로그램에 연결된다. 상기 LCU는 소프트웨어와, 컴퓨터 또는 제어기 하드웨어와, 신호 조정모듈과, 센서와, 작동기로 구성되어 있다. 상기 LCU는 온도, 레벨, 도전성, pH, 전압, 전류, 압력, 유동, 및 센서에 의해 측정가능한 기타 다른 변수를 포함하는 다양한 물리적 변수를 관찰하고 제어하며 보고하기 위해 사용된다. 상기 LCU는 연속적인 관찰 및/또는 즉각적 제어응답을 필요로 하는 곳에 사용된다. 또한, 상기 LCU는 연속한 센서 판독값을 측정한 시간 주기에 대해 최대값, 평균값, 최소값으로 요약하여, 이를 감시 컴퓨터(또는 매니저)에게 보고한다. 이러한 방법은 감시 컴퓨터에 가해지는 연산과 통신을 감소시킨다.

화학적 보충기 저장 및 조작 유니트

화학적 보충기 저장 및 조작 유니트는 화재 지연성 폴리프로필렌으로 제조되며, 본 발명의 양호한 실시예에서는 "NOW-PAK" 4리터 컨테이너를 수용하도록 설계되었다. 이러한 유니트는 다음과 같은 사항들을 포함한다.

화학 보충기 저장조 및 레벨 제어(X2)

보충 펌프 모듈

유동 센서 및 다점 헤드 및 밸브

분석기 샘플링 펌프

인디케이터 펌프

가청 경보

2차 수용부

누설 검출부

안전 인터로킹부

지지 억제부

분석기 폐기물 수집부

청정실 형태의 환경을 위해 패키징 방법이 제공되었다. 이러한 디자인의 실제 실시예는 ST-93, CE"Essential", 및 UL 전기표준에 따른다.

다른 실시예에 따르면, 방화성 폴리프로필렌으로 제조된 화학적 보충과 저장 및 조작 유니트는 선택적으로 5개의 "NOW-PAK" 200리터를 수용하도록 설계될 수 있다. 이러한 요구사항들을 수용하기 위해, 상기 시스템은 다음과 같은 요소를 포함한다.

※G E M/ECS 호스트 통신 출력부를 갖는 매니저/PC 제어기

※자동화된 화학 분석기

※변형된 일체형 온라인 CVS 유니트

※통상적인 "Now-Pak", 200리터 보충 시스템이 구비된 화학 보충기 제어 유니트

※타워 라이트를 가지며, 인터로킹 제어부 및 관찰부와 함께 가청 경보 제어기능부를 구비한 로컬 제어 유니트.

본 발명의 구리 황산염 도금의 실시예에서는 어드레스되거나 수리의 필요성을 유발시키는 문제가 제기된다. 이러한 문제점과 그 각각의 보정은 다음과 같이 이루어진다.

구리 황산염 도금 시스템에서의 문제점 해결

문제점 원인 보정 동작

고전류밀도연소 Cu는 낮게, 산은 높이 분석 및 조정

저온 욕조 가열

불충분한 교반 저전류, 교반 개선

유기물 오염 탄소 처리

저염산(밝은 욕조) 분석 및 조정

휘도 손실 저첨가제 분석 및 조정

유기물 오염 분석 및 탄소 처리

저염산 분석 및 조정

고온 욕조 냉각

저 Cu 분석 및 조정

거친 침착 용액내 입자 필터조

아노드 백 파열 파열된 백 교체

부적절한 아노드 인산화된 Cu 아노드 사용

저염산 분석 및 조정

저 Cu 분석 및 조정

피팅 유기물 오염 분석, 탄소 처리

아노드 폐기 백 아노드

저염산 분석 및 조정

열악한 분배 낮고 불균일한 교반 개선 및 조정

과도한 아노드 면적 조정

부적절한 아노드 필름 모형(dummy)

전류 공급, AC 리플 10%로 조정

유기물 오염 분석, 탄소 처리

저전류 저황산 분석 및 조정

유기물 오염 분석, 탄소 처리

저첨가제 분석 및 조정

고염산 분석 및 조정

※아노드 세척, 더미 판

※촉진, 및 탄소 처리

※희석

너무 낮은 전류밀도 전류 증가

고온 욕조 냉각

아노드 분극 주석, 금 오염 Cu박으로 더미(전류없음)

저온 욕조 가열

부적절한 아노드 밝은 욕조는 인산화된

아노드를 요구

고염산 분석 및 조정

※아노드 세척, 더미 판

※촉진, 및 탄소 처리

※희석

높은 황산 분석 및 욕조 희석

낮은 Cu 황산 분석 및 조정

유기물 오염 분석 및 탄소 처리

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 구리 도금 작동 및 화학적 제어를 위한 본 발명의 양호한 실시예의 처리 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 화학 스테이징 유기물 첨가탱크(12)로부터 재료를 수용하는 플레이터(10)를 포함한다. 탄소처리 탱크(14)는 신선한 용액을 구성하는 탱크(16)로부터 신선한 용액을 수용하며, 도금 수집 탱크(17)로부터 도금액을 수집한다. 상기 탄소처리 탱크는 처리된 용액을 종전 처리 화학물 유지보수 탱크(18)로 공급하며, 상기 탱크는 용액을 화학물 스테이징 유기물 첨가탱크(12)에 분배한다.

도 2는 200리터의 "NOW PAK" 자동 투량 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 이러한 실시예에서는 CuSO₄탱크(22)와, H₂SO₄탱크(23)와, HCl탱크(24)와, 유기물 첨가 탱크(25, 26)를 포함한다. 이러한 탱크들은 유출 드레인(28)이 구비된 하우징(27)에 수용된다. 탱크와 연결하기 위한 한쌍의 밸브(29)가 개략적으로 도시되어 있다.

도 3은 암페어-분 실시예에서 RS232/422 데이터 교환 통로(도시않음)를 사용한 매니저 설비(30)의 개략적으로 도시하고 있다.

도 4는 혼합 및 여과 장치(40)를 개략적으로 도시하고 있다. 금속 수산화물과, 산 폐기물(acid wastes)과, 활성제의 혼합은 혼합 탱크(41)에서 이루어진다. 상기 산 폐기물은 산Cu, CuCl, H4 퍼설페이트, Na 퍼설페이트, 산페록사이드 등을 포함한다. 금속 하이드록사이드는 pH 조정부(43, 44)의 제1스테이지 및 제2스테이지와 조합되어 이에 노출되는 활성제와 폐수로부터 혼합 탱크(41)에 수용된다. pH 조정된 재료는 탱크(46)에서 청정제에 토입되며, 증점제(thickner)(47)가 첨가된다. 혼합 탱크(41)의 출력물은 필터 프레스(48)로 이송된다.

도 5는 본 발명에 따라 구성된 보충 시스템(50)의 외부에 대한 평면도이다. 보충 재료는 보충 연결부(51)에 수용된다. 솔레노이드와 펌프 등과 같은 전자기계장치(도시않음)는 상기 보충 시스템의 영역(53)내에 수용되며, 전기적인 힘과 압축 공기가 입구(55)에 수용된다. 상기 힘은 영역(56)에서 시스템의 내부 부품을 구동하기 위한 저전압으로 전환된다.

도 6은 200리터 보충 시스템(60)의 실시예를 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, 다수의 200리터 드럼(62)은 관련의 펌프(63)를 각각 구비한다. 이와 같은 처리 특징은 투시창(64)을 통해 투시할 수 있다. 작업자 키패드(66)를 통해 작업자 제어가 실행되며, 상기 키패드는 이러한 실시예에서는 고전압 스테이션(67)에 설치된다.

도 7은 라인 본 발명의 매니저 시스템의 메인 시스템 상태 컴퓨터 스크린(70)을 도시한 도면으로서, 라인 상태 스크린의 여러 구성요소를 도시하고 있다.

도 8은 종전에 처리된 유기물 화학 유지보수의 변수 상태 스크린(80)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 9는 화학물 스테이징 유기물 첨가의 또 다른 변수 상태 스크린(90)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 10은 플레이터의 또 다른 변수 상태 스크린(100)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 11은 유입되는 화학물 투시 스크린(110)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 12는 분석기 제어 시스템 스크린(120)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 13은 플레이터의 구리 황산염의 보충을 나타내는 스크린(130)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 14는 피드백 스크린(140)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 15는 구리 황산염 세팅 스크린(150)을 도시하는, 본 발명의 매니저 시스템의 컴퓨터 스크린을 도시한 도면이다.

도 16은 정밀한 분배 체적을 실행하는 장치(160)를 개략적으로 도시한 도면이다. 공압 펌프(161)는 공급재료입구에서 분배하려고 하는 화학 공급재료와 마찬가지로, 일정한 압력으로 공기 입구(162)에서 공기 공급을 수용한다. 공압 펌프(163)의 출구는 니들 밸브(164)로 안내된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 니들 밸브는 설정된 크기를 갖는 오리피스(도시않음)로 대체될 수도 있다. 니들 밸브 출구에서 화학물의 유동률은 유동 계량기(166)에 의해 관찰되며, 차단 밸브(167)에 의해 제어된다. 이러한 장치는 분배될 화학물이 정밀하게 제어되는 유동률을 제공한다.

도 17은 화학조에서 유체 재료 레벨의 정밀한 측정을 실행하는 장치(170)를 개략적으로 도시한 도면이다. 작동시, 오리피스(171)를 통과한 압력가스의 압력은 압력 게이지(173)에 의해 관찰된다. 상기 압력가스는 화학조(176)에 잠긴 출구(174)에서 해제된다. 압력 게이지(173)에서의 압력 판독값은 화학물 욕조 레벨의 정밀한 측정을 구성한다. 따라서, 구성이 간단하고 저렴한 레벨 모니터가 제공된다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (21)

1. 화학조의 내용물을 제어하는 방법에 있어서,

   화학 성분의 설정 요소에 대한 지속적인 보충률을 결정하는 제1결정단계와,

   화학조에 대한 보충 상태를 결정하는 제2결정단계와,

   상기 보충 상태에 응답하여 화학 성분의 설정 요소에 대한 지속적인 보충률을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1결정단계에서의 지속적인 보충률은 히스토리칼 보충률에 기초하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 보충 상태를 결정하는 제2결정단계는 경과된 시간을 관찰하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 보충 상태를 결정하는 제2결정단계는 화학조에 의한 전기 에너지의 소모를 관찰하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 화학조는 도금조이며, 보충 상태를 결정하는 제2결정단계는 도금조에서 도금될 제품수를 관찰하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 화학조는 도금조이며, 보충 상태를 결정하는 제2결정단계는 도금조에서 도금될 제품의 표면적을 관찰하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
7. 제1항에 있어서, 지속적인 보충률을 결정하는 상기 제1결정단계는 보충 매질의 양을 설정하는 제1설정단계와, 상기 보충 매질의 설정량이 보충 상태에 대해 화학조에 침착되는 비율에 대응하는 보충 빈도를 결정하는 제3결정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
8. 제7항에 있어서, 보충 상태의 유니트를 한정하는 단계와, 보충 상태의 경과된 유니트를 카운팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
9. 제8항에 있어서, 보충 상태의 형성 유니트의 제품과 보충 상태의 설정된 유니트 갯수에 대응하는 보충 임계값을 한정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 지속적인 보충률 조정 단계는 보충 상태의 카운팅된 유니트의 갯수와 보충 상태의 기설정된 유니트 갯수를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 지속적인 보충률 조정 단계는 상기 지속적인 보충률의 조정률을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
12. 화학조의 내용물을 제어하는 방법에 있어서,

    화학조에 대한 보충 상태를 결정하는 단계와,

    보충 상태의 유니트를 형성하는 단계와,

    보충 상태 유니트당 보충 매질의 보충 체적에 대응하는 보측(步測) 요소를 설정하는 단계와,

    보충 상태 유니트의 설정된 제품수와 보측 요소에 대응하는 보충 임계치를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
13. 제12항에 있어서, 보충 상태의 경과 시간을 카운팅하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
14. 제13항에 있어서, 보충 임계값에 도달되었을 때 화학조의 보충을 실시하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
15. 제14항에 있어서, 화학조의 내용물을 결정하기 위해 화학조를 테스트하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 화학조의 보충을 실시하는 단계예서 화학조의 보충량을 조정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
17. 제16항에 있어서, 화학조의 보충량을 조정하는 단계는 다음의 관계식에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.

    P_F' = P_F×[I + (RA/T) ×A]

    상기 P_F는 보측 유니트당 보충 체적의 유니트에서의 현재 보측 요소이며,

    P_F'는 새로운 보측 요소이고,

    R은 전류량 분석 결과로부터 연산된 보충량

    T는 종전의 분석 결과 이후로 보측된 전체 보측 보충

    A는 부분적인 조정률로서 0＜A≤1
18. 제16항에 있어서, 화학조의 보충량을 조정하는 단계는 보충 상태 유니트당 보충 매질의 보충 체적을 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
19. 제16항에 있어서, 화학물 욕조의 보충을 조정하는 단계는 보충 임계값을 변화시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학조의 내용물 제어방법.
20. 결정된 화학 성분의 보충률을 조정하는 방법에 있어서,

    결정된 화학 성분에 비례하는 종전의 분석 판독값을 취하는 단계와,

    결정된 화학 성분에 비례하는 현재의 분석 판독값을 취하는 단계와,

    하기의 식에 따라 변화를 결정하는 단계와,

    분석 판독값에서의 변화 = 현재 판독값 - 종전 판독값

    하기의 식에 따라 보충 에러를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결정된 화학 성분의 보충률 조정방법.

    보측 보충 에러 = 분석 판독값에서의 변화 ×분석 보충 요소 - 종전 분석 이후로의 비보측 보충의 총합.
21. 제20항에 있어서, 하기의 식에 따라 새로운 보충 요소를 연산하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 결정된 화학 성분의 보충률 조정방법.

    새로운 요소 = 구 요소 - 구 요소 ×(튜닝 비율/100) ×

    종전 분석 이후로의 보측 보충의 보측 보충 에러/총합