KR20170065443A

KR20170065443A - 전해 처리 장치 및 전해 처리 방법

Info

Publication number: KR20170065443A
Application number: KR1020160156275A
Authority: KR
Inventors: 도모히사 호시노; 마사토 하마다
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2017-06-13
Also published as: TW201739972A; US20170159202A1; KR102523718B1; TWI692550B; JP2017101298A; JP6501700B2; US10392719B2

Abstract

처리액 중의 피처리 이온을 이용하여, 피처리체에 대한 미리 정해진 처리를 효율적으로 또한 적절하게 행한다.
도금 처리 장치(1)는, 도금액(M)을 사이에 두도록 배치된 공통 전극(20)과 대향 전극(21)을 갖는다. 공통 전극(20)에는 제1 배선(31)과 제2 배선(32)이 접속되고, 또한 제1 배선(31)에는 캐패시터(33)가 마련된다. 제1 배선(31)과 제2 배선(32)을 접속하지 않고 캐패시터(33)의 충전을 행함으로써, 공통 전극(20)은 도금액(M)에 전계를 형성하여, 도금액(M) 중의 구리 이온을 대향 전극(21)측으로 이동시키고, 제1 배선(31)과 제2 배선(32)을 접속하여 캐패시터(33)의 방전을 행함으로써, 공통 전극(20)은 대향 전극(21)과의 사이에 전압을 인가하여, 대향 전극(21)측으로 이동한 구리 이온을 환원한다.

Description

전해 처리 장치 및 전해 처리 방법{ELECTROLYTIC TREATMENT APPARATUS AND ELECTROLYTIC TREATMENT METHOD}

본 발명은 처리액에 포함되는 피처리 이온을 이용하여 미리 정해진 처리를 행하는 전해 처리 장치 및 그 전해 처리 장치를 이용한 전해 처리 방법에 관한 것이다.

전해 프로세스(전해 처리)는, 도금 처리나 에칭 처리 등의 여러 가지 처리에 이용되는 기술이다.

전술한 도금 처리를 균일하게 행하기 위해, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 도금 처리가 제안되어 있다. 이 도금 처리에서는, 도금액을 사이에 두도록 직접 전극과 대향 전극(피처리체)을 각각 배치하며, 상기 도금액에 전계를 형성하는 간접 전극을 배치한다. 그 후, 간접 전극을 이용하여 형성된 전계에 의해 도금액 중의 금속 이온을 대향 전극측으로 이동시키고, 또한 직접 전극과 대향 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 대향 전극측으로 이동한 금속 이온을 환원한다.

이러한 경우, 간접 전극에 의한 금속 이온의 이동과 직접 전극 및 대향 전극에 의한 금속 이온의 환원이 개별로 행해지기 때문에, 대향 전극측에 금속 이온이 균일하게 집적된 상태로 금속 이온의 환원을 행할 수 있고, 이에 의해 도금 처리의 균일화를 도모하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2015-4124호 공보

그러나, 발명자들이 예의 검토한 바, 특허문헌 1에 기재된 도금 처리에서는, 구조상, 도금의 성장 속도를 올리기 위해서는, 도금액에 침지되어 있는 간접 전극의 표면적을 크게 하지 않으면 안 되어, 설계의 자유도가 낮은 것을 알 수 있었다. 또한, 대향 전극측에 집적된 금속 이온의 농도가 낮은 경우가 있고, 이러한 경우, 도금의 성장 속도와, 도금의 막 두께나 품질 등의 피복성에 개선의 여지가 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 처리액 중의 피처리 이온을 이용하여, 피처리체에 대한 미리 정해진 처리를 효율적으로 또한 적절하게 행하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 처리액에 포함되는 피처리 이온을 이용하여 미리 정해진 처리를 행하는 전해 처리 장치로서, 상기 처리액을 사이에 두도록 배치된 공통 전극과 대향 전극을 가지고, 상기 공통 전극에는 제1 배선과 제2 배선이 접속되며, 또한 상기 제1 배선에는 캐패시터가 마련되고, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하지 않고 상기 캐패시터의 충전을 행함으로써, 상기 공통 전극은 상기 처리액에 전계를 형성하여, 상기 처리액 중의 피처리 이온을 상기 대향 전극측으로 이동시키고, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하여 상기 캐패시터의 방전을 행함으로써, 상기 공통 전극은 상기 대향 전극과의 사이에 전압을 인가하여, 상기 대향 전극측으로 이동한 상기 피처리 이온을 산화 또는 환원하는 것을 특징으로 한다.

예컨대 피처리 이온이 양이온인 경우, 캐패시터의 충전을 행하여 처리액에 전계(정전장)를 형성하면, 공통 전극측에 마이너스의 하전 입자가 모여, 대향 전극측으로 피처리 이온이 이동한다. 그리고 캐패시터의 방전을 행하고, 공통 전극을 양극으로 하고 대향 전극을 음극으로 하여 전압을 인가하여, 공통 전극과 대향 전극 사이에 전류를 흐르게 한다. 그렇게 하면, 대향 전극측으로 이동한 피처리 이온의 전하가 교환되고, 피처리 이온이 환원된다.

또한, 예컨대 피처리 이온이 음이온인 경우도 마찬가지로, 캐패시터의 충전을 행하여 처리액에 전계를 형성하면, 대향 전극측으로 피처리 이온이 이동한다. 그리고 캐패시터의 방전을 행하고, 공통 전극을 음극으로 하고 대향 전극을 양극으로 하여 전압을 인가하여, 공통 전극과 대향 전극 사이에 전류를 흐르게 한다. 그렇게 하면, 대향 전극측으로 이동한 피처리 이온의 전하가 교환되고, 피처리 이온이 산화된다.

이와 같이 본 발명에서는, 캐패시터의 충전에 의한 피처리 이온의 이동과 캐패시터의 방전에 의한 피처리 이온의 산화 또는 환원(이하, 단순히 「산화 환원」이라고 하는 경우가 있음)이 개별로 행해진다. 그리고, 캐패시터의 용량을 조정함으로써, 대향 전극측에 집적하는 피처리 이온의 농도를 제어할 수 있다. 예컨대 상기 피처리 이온의 농도를 높게 하면, 대향 전극의 표면에 충분한 피처리 이온이 집적된 상태로 피처리 이온의 산화 환원을 행할 수 있고, 이에 의해 전해 처리의 레이트를 향상시킬 수 있다. 또한, 대향 전극의 표면에 피처리 이온이 균일하게 배열된 상태로 피처리 이온의 산화 환원을 행하기 때문에, 전해 처리의 균일성도 향상시킬 수 있다.

상기 전해 처리 장치는, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 접속 또는 비접속을 전환하는 스위치를 더 가져도 좋다.

상기 제1 배선에 있어서, 상기 캐패시터는 병렬로 복수개 마련되어 있어도 좋다.

상기 캐패시터는 상기 처리액의 외부에 마련되어 있어도 좋다.

다른 관점에 따른 본 발명은, 처리액에 포함되는 피처리 이온을 이용하여 미리 정해진 처리를 행하는 전해 처리 방법으로서, 상기 처리액을 사이에 두도록 공통 전극과 대향 전극을 배치하며, 상기 공통 전극에 제1 배선과 제2 배선을 접속하고, 또한 상기 제1 배선에 캐패시터를 마련하는 제1 공정과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하지 않고 상기 캐패시터의 충전을 행함으로써, 상기 처리액에 전계를 형성하여, 상기 처리액 중의 피처리 이온을 상기 대향 전극측으로 이동시키는 제2 공정과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하여 상기 캐패시터의 방전을 행함으로써, 상기 공통 전극과 상기 대향 전극 사이에 전압을 인가하여, 상기 대향 전극측으로 이동한 상기 피처리 이온을 산화 또는 환원하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 공정에 있어서의 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 비접속과, 상기 제3 공정에 있어서의 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 접속과의 전환은, 스위치에 의해 행해져도 좋다.

상기 제1 공정에 있어서, 상기 제1 배선에 상기 캐패시터를 병렬로 복수개 마련하여도 좋다.

상기 제1 공정에 있어서, 상기 캐패시터를 상기 처리액의 외부에 마련하여도 좋다.

본 발명에 따르면, 처리액 중의 피처리 이온을 이용하여, 피처리체에 대한 미리 정해진 처리를 효율적으로 또한 적절하게 행할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 도금 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 2는 캐패시터를 충전한 모습을 나타내는 설명도이다.
도 3은 캐패시터를 방전한 모습을 나타내는 설명도이다.
도 4는 다른 실시형태에 따른 도금 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 5는 공통 전극과 대향 전극 사이에 직류 전압을 연속적으로 인가하면서, 공통 전극과 대향 전극 사이에 직류 전압을 펄스형으로 인가하는 모습을 나타내는 그래프이다.
도 6은 캐패시터를 충전한 모습을 나타내는 설명도이다.
도 7은 캐패시터를 방전시킨 모습을 나타내는 설명도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 도금 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 9는 실시예에 있어서 인가되는 전압의 변화를 나타낸 그래프이고, (a)는 캐패시터의 용량이 470 pF인 경우의 전압의 변화를 나타내며, (b)는 캐패시터의 용량이 220 pF인 경우의 전압의 변화를 나타내고, (c)는 캐패시터의 용량이 110 pF인 경우의 전압의 변화를 나타내고 있다.
도 10은 실시예에 있어서 도금 석출량을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 본 발명에 따른 전해 처리로서 도금 처리를 행하는 경우에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 전해 처리 장치로서의 도금 처리 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다. 또한, 이하의 설명에서 이용하는 도면에 있어서, 각 구성 요소의 치수는, 기술의 이해의 용이를 우선하기 때문에, 반드시 실제의 치수에 대응하고 있지 않다.

도금 처리 장치(1)는, 내부에 처리액으로서의 도금액(M)을 저류하는 도금조(10)를 가지고 있다. 도금액(M)으로서는, 예컨대 황산 구리와 황산을 용해한 혼합액이 이용된다. 이 도금액(M) 중에는, 피처리 이온으로서 구리 이온이 포함되어 있다.

도금조(10) 내에는, 공통 전극(20) 및 대향 전극(21)이 도금액(M)에 침지되어 배치되어 있다. 공통 전극(20)에 있어서 대기에 노출되고 있는 부분은, 예컨대 UV 경화 수지 등의 절연재(22)로 피복되어 있다. 또한, 예컨대 도금 처리 장치(1)에 있어서의 회로가 전기적인 등가 회로인 경우, 절연재(22)를 생략하여도 좋다.

대향 전극(21)은, 도금액(M)을 사이에 두고 공통 전극(20)에 대향하여 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 이 대향 전극(21)은 도금 처리되는 피처리체이다.

공통 전극(20)과 대향 전극(21)에는, 직류 전원(30)이 접속되어 있다. 공통 전극(20)은, 직류 전원(30)의 정극측에 접속되어 있다. 대향 전극(21)은, 직류 전원(30)의 부극측에 접속되어 있다.

공통 전극(20)에는 제1 배선(31)과 제2 배선(32)이 접속되며, 또한 제1 배선(31)에는 캐패시터(33)가 마련되어 있다. 또한 제1 배선(31)에는, 스위치(34)가 마련되어 있다. 스위치(34)는, 제1 배선(31)과 직류 전원(30)의 접속과, 제1 배선(31)과 제2 배선(32)의 접속을 전환한다. 스위치(34)의 전환은, 제어부(40)에 의해 제어된다.

이상의 도금 처리 장치(1)에는, 제어부(40)가 마련되어 있다. 제어부(40)는, 예컨대 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 도금 처리 장치(1)에 있어서의 도금 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어부(40)에 인스톨된 것이어도 좋다.

다음에, 이상과 같이 구성된 도금 처리 장치(1)를 이용한 도금 처리에 대해서 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이 스위치(34)에 의해, 제1 배선(31)과 직류 전원(30)을 접속한다. 즉, 제1 배선(31)과 제2 배선(32)을 접속하지 않는다. 그렇게 하면, 캐패시터(33)가 충전된다. 즉, 캐패시터(33)의 공통 전극(20)측에 플러스의 전하가 축적되고, 캐패시터(33)의 직류 전원(30)측에 마이너스의 전하가 축적된다. 그리고, 도금액(M)에 전계(정전장)가 형성된다. 그렇게 되면, 공통 전극(20)에 플러스의 전하가 축적되고, 공통 전극(20)측에 마이너스의 하전 입자인 황산 이온(S)이 모인다. 한편, 대향 전극(21)에는 마이너스의 전하가 축적되고, 대향 전극(21)측으로 플러스의 하전 입자인 구리 이온(C)이 이동한다.

또한, 공통 전극(20)이 음극이 되는 것을 회피하기 위해, 공통 전극(20)을 접지에 접속하지 않고, 전기적으로 부동 상태로 하고 있다. 이러한 상황에 있어서는, 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 중 어느 쪽의 표면에 있어서도 전하 교환이 행해지지 않기 때문에, 정전장에 의해 끌어들인 하전 입자가 전극 표면에 배열되게 된다.

스위치(34)에 의한 제1 배선(31)과 직류 전원(30)의 접속은, 캐패시터(33)가 만충전될 때까지 행해진다. 그렇게 하면, 대향 전극(21)의 표면에 구리 이온(C)이 균일하게 배열된다. 대향 전극(21)의 표면에서 구리 이온(C)의 전하 교환이 행해지지 않고, 물의 전기 분해도 억제되기 때문에, 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 전압을 인가할 때의 전계를 높게 할 수 있다. 그리고, 이 고전계에 의해 구리 이온(C)의 이동을 빠르게 할 수 있다. 또한, 이 전계를 임의로 제어함으로써, 대향 전극(21)의 표면에 배열되는 구리 이온(C)도 임의로 제어된다.

그 후, 도 3에 나타내는 바와 같이 스위치(34)를 전환하여, 제1 배선(31)과 직류 전원(30)의 접속을 절단하고, 제1 배선(31)과 제2 배선(32)을 접속한다. 그렇게 하면, 캐패시터(33)로부터 방전되고, 캐패시터(33)의 공통 전극(20)측에 축적된 플러스의 전하가 공통 전극(20)으로 이동하여, 공통 전극(20)측에 모인 황산 이온(S)의 전하가 교환되고, 황산 이온(S)은 산화된다. 이에 따라, 대향 전극(21)의 표면에 배열되어 있는 구리 이온(C)의 전하가 교환되고, 구리 이온(C)이 환원된다. 그리고, 대향 전극(21)의 표면에 구리 도금(50)이 석출된다.

대향 전극(21)의 표면에 충분한 구리 이온(C)이 집적되어, 균일하게 배열된 상태로 환원되기 때문에, 대향 전극(21)의 표면에 구리 도금(50)을 균일하게 석출시킬 수 있다. 결과적으로, 구리 도금(50)에 있어서의 결정의 밀도가 높아져, 품질이 좋은 구리 도금(50)을 형성할 수 있다. 또한, 대향 전극(21)의 표면에 구리 이온(C)이 균일하게 배열된 상태로 환원을 행하고 있기 때문에, 구리 도금(50)을 균일 또한 고품질로 생성할 수 있는 것이다.

그리고, 전술한 캐패시터(33)의 충전 시의 구리 이온(C)의 이동 집적과, 캐패시터(33)의 방전 시의 구리 이온(C)의 환원이 반복해서 행해짐으로써, 구리 도금(50)이 미리 정해진 막 두께로 성장한다. 이렇게 하여, 도금 처리 장치(1)에 있어서의 일련의 도금 처리가 종료한다.

이상의 실시형태에 따르면, 스위치(34)에 의해 캐패시터(33)의 충전과 방전을 전환함으로써, 구리 이온(C)의 이동과 구리 이온(C)의 환원이 개별로 행해진다. 그리고, 캐패시터(33)의 용량을 조정함으로써, 대향 전극(21)측에 집적되는 구리 이온(C)의 농도를 제어할 수 있다. 예컨대 그 구리 이온(C)의 농도를 높게 하면, 대향 전극(21)의 표면에 충분한 구리 이온(C)이 집적된 상태로 구리 이온(C)의 환원을 행할 수 있고, 이에 의해 도금 처리의 레이트를 향상시킬 수 있다.

또한, 대향 전극(21)의 표면에 구리 이온(C)이 균일하게 배열된 상태로 구리 이온(C)의 환원을 행하기 때문에, 도금 처리의 균일성도 향상시킬 수 있다. 더구나, 구리 이온(C)이 균일하게 배치되기 때문에, 구리 도금(50) 중의 결정을 조밀하게 배치할 수 있다. 따라서, 도금 처리 후의 피처리체의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 스위치(34)와 직류 전원(30)을 이용하는 대신에, 펄스 전원을 이용하여 펄스 전압을 인가하여도, 본 실시형태와 동일한 작용 효과를 누릴 수 있다.

다음에, 도금 처리 장치(1)의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1에 나타낸 도금 처리 장치(1)에서는, 스위치(34)는 제1 배선(31)에 마련되어 있었지만, 스위치의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이 제2 배선(32)에 스위치(100)가 마련되어 있어도 좋다. 스위치(100)의 온/오프는, 제어부(40)에 의해 제어된다.

그리고 스위치(100)가 온인 상태에서는, 공통 전극(20)과 직류 전원(30)이 접속되어, 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 전류가 흐른다. 또한 스위치(100)가 오프인 상태에서는, 공통 전극(20)과 직류 전원(30)이 절단되어, 공통 전극(20)과 직류 전원(30) 사이에 전류가 흐르지 않는다. 또한, 도 4에 나타내는 도금 처리 장치(1)의 다른 구성은, 도 1에 나타낸 도금 처리 장치(1)의 다른 구성과 동일하다.

이러한 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이 제1 배선(31)을 통해 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 직류 전압(간접 전압)을 연속적으로 인가하면서, 제2 배선(32)을 통해 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 직류 전압을 펄스형으로 인가하는, 소위 펄스 전압(직접 전압)을 인가한다.

보다 상세하게 설명하면, 도 6에 나타내는 바와 같이 제1 배선(31)을 통해 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 직류 전압을 연속적으로 인가하여, 캐패시터(33)가 충전된다. 즉, 캐패시터(33)의 공통 전극(20)측에 플러스의 전하가 축적되고, 캐패시터(33)의 직류 전원(30)측에 마이너스의 전하가 축적된다. 그리고, 도금액(M)에 전계(정전장)가 형성된다. 그렇게 하면, 공통 전극(20)에 플러스의 전하가 축적되고, 공통 전극(20)측에 마이너스의 하전 입자인 황산 이온(S)이 모인다. 한편, 대향 전극(21)에는 마이너스의 전하가 축적되고, 대향 전극(21)측으로 플러스의 하전 입자인 구리 이온(C)이 이동한다.

이때, 스위치(100)를 오프의 상태로 해 둠으로써, 공통 전극(20)을 전기적으로 부동 상태로 해 둔다. 이러한 상황에 있어서는, 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 중 어느 쪽의 표면에 있어서도 전하 교환이 행해지지 않기 때문에, 정전장에 의해 끌어들인 하전 입자가 전극 표면에 배열되게 된다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 피처리체인 대향 전극(21)의 표면에 있어서도 구리 이온(C)이 균일하게 배열된다. 대향 전극(21)의 표면에서 구리 이온(C)의 전하 교환이 행해지지 않고, 물의 전기 분해도 억제되기 때문에, 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 전압을 인가할 때의 전계를 높게 할 수 있다. 그리고, 이 고전계에 의해 구리 이온(C)의 이동을 빠르게 할 수 있다. 또한, 이 전계를 임의로 제어함으로써, 대향 전극(21)의 표면에 배열되는 구리 이온(C)도 임의로 제어된다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 공통 전극(20)이 음극이 되는 것을 회피하기 위해, 공통 전극(20)을 접지에 접속하지 않고, 전기적으로 부동 상태로 하고 있다.

그 후, 충분한 구리 이온(C)이 대향 전극(21)측으로 이동하여 집적되면, 도 7에 나타내는 바와 같이 스위치(100)를 온으로 한다. 그리고 제2 배선(32)을 통해 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 직류 전압을 펄스형으로 인가하여, 공통 전극(20)을 양극으로 하고, 대향 전극(21)을 음극으로 하여 전압을 인가하여, 공통 전극(20)과 대향 전극(21) 사이에 전류를 흐르게 한다. 또한 캐패시터(33)로부터 방전되고, 캐패시터(33)의 공통 전극(20)측에 축적된 플러스의 전하가 공통 전극(20)으로 이동하여, 공통 전극(20)측에 모인 황산 이온(S)의 전하가 교환되고, 황산 이온(S)는 산화된다. 이에 따라, 대향 전극(21)의 표면에 배열되어 있는 구리 이온(C)의 전하가 교환되고, 구리 이온(C)이 환원된다. 그리고, 대향 전극(21)의 표면에 구리 도금(50)이 석출된다.

대향 전극(21)의 표면에 충분한 구리 이온(C)이 집적되고, 균일하게 배열된 상태로 환원되기 때문에, 대향 전극(21)의 표면에 구리 도금(50)을 균일하게 석출시킬 수 있다. 결과적으로, 구리 도금(50)에 있어서의 결정의 밀도가 높아져, 품질이 좋은 구리 도금(50)을 형성할 수 있다. 또한, 대향 전극(21)의 표면에 구리 이온(C)이 균일하게 배열된 상태로 환원을 행하고 있기 때문에, 구리 도금(50)을 균일 또한 고품질로 생성할 수 있는 것이다.

본 실시형태에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 효과를 누릴 수 있다. 즉, 도금 처리의 레이트를 향상시킬 수 있고, 또한 도금 처리의 균일성을 향상시켜, 도금 처리 후의 피처리체의 품질을 향상시킬 수 있다.

다음에, 도금 처리 장치(1)의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이 캐패시터(33)는, 제1 배선(31)에 있어서 병렬로 복수개 마련되어 있어도 좋다. 또한, 캐패시터(33)의 수는 임의로 설정할 수 있다. 캐패시터(33)는 도금액(M)과 접하고 있을 필요는 없으며, 임의의 위치에 배치할 수 있기 때문에, 크기나 수의 설정 자유도가 높은 것이다.

이러한 경우, 캐패시터(33)의 용량을 크게 할 수 있다. 그렇게 하면, 대향 전극(21)의 표면에 집적되는 구리 이온(C)의 농도를 높게 할 수 있다. 구리 이온(C)의 농도를 높게 하면, 대향 전극(21)의 표면에 충분한 구리 이온(C)이 집적된 상태로 구리 이온(C)의 전하 교환을 행할 수 있고, 이에 의해 도금 처리의 레이트를 향상시킬 수 있다. 또한, 대향 전극(21)의 표면에 구리 이온(C)이 균일하게 배열된 상태로 구리 이온(C)의 전하 교환을 행하기 때문에, 도금 처리의 균일성도 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서도 스위치(34) 대신에, 도 4에 나타낸 스위치(100)를 이용하여도 좋다.

이상의 실시형태에서는, 전해 처리로서 도금 처리를 행하는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 예컨대 에칭 처리 등의 여러 가지 전해 처리에 적용할 수 있다.

또한, 이상의 실시형태에서는 대향 전극(21)측에 있어서 구리 이온(C)을 환원하는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 대향 전극(21)측에 있어서 피처리 이온을 산화하는 경우에도 적용할 수 있다. 이러한 경우, 피처리 이온은 음이온이며, 상기 실시형태에 있어서 양극과 음극을 반대로 하여 동일한 전해 처리를 행하면 좋다. 본 실시형태에 있어서도, 피처리 이온의 산화와 환원의 차이는 있지만, 상기 실시형태와 동일한 효과를 누릴 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 생각이 미칠 수 있는 것은 분명하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 여러 가지 양태를 채용할 수 있는 것이다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 도금 처리 장치(1)를 이용하여 실험을 행하여, 도금 처리의 평가를 행하였다. 실험에서는, 도금액(M)으로서, 구리의 농도가 250 g/L인 황산 구리를 이용하였다. 또한 캐패시터(33)의 방전 시간은 10 ㎲이며, 캐패시터(33)의 방전 주기는 500 ㎲로 하였다. 그리고, 캐패시터(33)의 용량을 470 pF, 220 pF, 110 pF로 변화시켜, 전압의 변화의 측정을 행하였다. 구체적으로는, 직류 전원(30)과 대향 전극(21) 사이에 10 kΩ의 저항을 마련하여, 전압의 측정을 행하였다. 또한, 캐패시터(33)의 용량을 상기한 바와 같이 변화시켜, 도금 석출량의 측정도 행하였다.

도 9는 실험의 결과, 인가되는 전압의 변화를 나타낸 그래프이고, 종축은 전압을 나타내며, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 또한, 도 9(a)는 캐패시터(33)의 용량이 470 pF인 경우의 전압의 변화를 나타내고, 도 9(b)는 캐패시터(33)의 용량이 220 pF인 경우의 전압의 변화를 나타내며, 도 9(c)는 캐패시터(33)의 용량이 110 pF인 경우의 전압의 변화를 나타내고 있다.

도 9를 참조하면, 캐패시터(33)의 용량을 크게 한 경우, 그 캐패시터(33)의 충전 개시 시는 인가되는 전압이 커지는 것을 알 수 있었다. 또한 캐패시터(33)의 방전은 용량 시정수에 의존하기 때문에, 캐패시터(33)의 용량이 커지면 완전히 방전되는 시간이 길어지는 것을 알 수 있었다.

도 10은 실험의 결과, 도금 석출량을 나타내는 그래프이고, 종축은 도금 석출량을 나타내며, 가로축은 도금 시간을 나타내고 있다. 도 10에 있어서는, 캐패시터(33)의 용량을 470 pF, 220 pF, 110 pF로 변화시킨 경우(470 pF 외장형, 220 pF 외장형, 110 pF 외장형)의 도금 석출량을 나타내고 있다. 또한, 종래의 일본 특허 공개 제2015-4124호 공보에 기재된 도 7에 나타내는 도금 처리 장치를 이용하여 실험을 행하고(이중 전극), 그 결과 얻어진 도금 석출량도 나타내고 있다. 또한, 이 종래의 이중 전극의 실효 용량은 50 pF로 추정된다.

도 10을 참조하면, 종래의 일본 특허 공개 제2015-4124호 공보에 기재된 도금 처리 장치에 비해서, 본 발명의 도금 처리 장치를 이용한 쪽이, 구리 도금(50)의 석출 속도가 커져, 석출량이 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명에 있어서도, 캐패시터(33)의 용량을 크게 하면, 구리 도금(50)의 석출 속도가 커져, 석출량이 커지는 것을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명과 같이 도금 처리 장치(1)에 캐패시터(33)를 마련한 구성이라도, 등가 회로 계산으로 나타나는 것과 같은 효과를 얻을 수 있고, 도금 처리의 레이트를 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 캐패시터(33)의 용량은, 방전의 용량 시정수로 최적화가 필요로 된다.

1 도금 처리 장치
20 공통 전극
21 대향 전극
30 직류 전원
31 제1 배선
32 제2 배선
33 캐패시터
34 스위치
40 제어부
50 구리 도금
100 스위치
C 구리 이온
M 도금액
S 황산 이온

Claims

처리액에 포함되는 피처리 이온을 이용하여 미리 정해진 처리를 행하는 전해 처리 장치에 있어서,
상기 처리액을 사이에 두도록 배치된 공통 전극과 대향 전극을 포함하고,
상기 공통 전극에는 제1 배선과 제2 배선이 접속되며, 또한 상기 제1 배선에는 캐패시터가 마련되고,
상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하지 않고 상기 캐패시터의 충전을 행함으로써, 상기 공통 전극은 상기 처리액에 전계를 형성하여, 상기 처리액 중의 피처리 이온을 상기 대향 전극측으로 이동시키고,
상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하여 상기 캐패시터의 방전을 행함으로써, 상기 공통 전극은 상기 대향 전극과의 사이에 전압을 인가하여, 상기 대향 전극측으로 이동한 상기 피처리 이온을 산화 또는 환원하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 접속 또는 비접속을 전환하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 배선에 있어서, 상기 캐패시터는 병렬로 복수개 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐패시터는 상기 처리액의 외부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
처리액에 포함되는 피처리 이온을 이용하여 미리 정해진 처리를 행하는 전해 처리 방법에 있어서,
상기 처리액을 사이에 두도록 공통 전극과 대향 전극을 배치하며, 상기 공통 전극에 제1 배선과 제2 배선을 접속하고, 또한 상기 제1 배선에 캐패시터를 마련하는 제1 공정과,
상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하지 않고 상기 캐패시터의 충전을 행함으로써, 상기 처리액에 전계를 형성하여, 상기 처리액 중의 피처리 이온을 상기 대향 전극측으로 이동시키는 제2 공정과,
상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 접속하여 상기 캐패시터의 방전을 행함으로써, 상기 공통 전극과 상기 대향 전극 사이에 전압을 인가하여, 상기 대향 전극측으로 이동한 상기 피처리 이온을 산화 또는 환원하는 제3 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.
제5항에 있어서,
상기 제2 공정에 있어서의 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 비접속과, 상기 제3 공정에 있어서의 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 접속의 전환은, 스위치에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 공정에 있어서, 상기 제1 배선에 상기 캐패시터를 병렬로 복수개 마련하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 공정에 있어서, 상기 캐패시터를 상기 처리액의 외부에 마련하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.