JPH03294500A - めっき膜厚計 - Google Patents
めっき膜厚計Info
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- JPH03294500A JPH03294500A JP9508590A JP9508590A JPH03294500A JP H03294500 A JPH03294500 A JP H03294500A JP 9508590 A JP9508590 A JP 9508590A JP 9508590 A JP9508590 A JP 9508590A JP H03294500 A JPH03294500 A JP H03294500A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Chemically Coating (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は無電解および電解めっき等の金属析出を伴う反
応において用いられるめっき膜厚計に関する。
応において用いられるめっき膜厚計に関する。
（従来の技術）
無電解めっきの場合、めっき析出速度を制御する方法と
して、特公昭５９−２１３８６号公報に示されているよ
うに、混成電位の変化を測定することにより、電流の変
化を知り、電流と比例関係にあるめっきの変化を検知し
、この検知結果に基づいてめっき速度をコントロールす
る方法がある。
して、特公昭５９−２１３８６号公報に示されているよ
うに、混成電位の変化を測定することにより、電流の変
化を知り、電流と比例関係にあるめっきの変化を検知し
、この検知結果に基づいてめっき速度をコントロールす
る方法がある。
また、他の方法として、例えば特開昭５９−１９３６９
３号公報に示されているものは、白金電極上に無電解め
っきを析出させた後、電解溶液中にある金属の溶解電流
からめつき速度を求める。
３号公報に示されているものは、白金電極上に無電解め
っきを析出させた後、電解溶液中にある金属の溶解電流
からめつき速度を求める。
また、電気めっきにおいては、電流密度と時間との関係
からめつき厚、めっき速度を算出している。
からめつき厚、めっき速度を算出している。
（発明が解決しようとするａ題）
しかしながら上述した従来のめっき厚検知方法において
は次に述べるような問題があった。
は次に述べるような問題があった。
即ち、特公昭５９−２１３８６号公報に示すされている
方法では、混成電位を容易に測定することができるため
、その変化を検知して析出速度の管理を容易に行なうこ
とができるものの、混成電位はアノードおよびカソード
の部分分極曲線によって決まる値であるため、還元剤の
酸化反応および金属イオンの還元反応が一定である条件
のとき適用することができる。
方法では、混成電位を容易に測定することができるため
、その変化を検知して析出速度の管理を容易に行なうこ
とができるものの、混成電位はアノードおよびカソード
の部分分極曲線によって決まる値であるため、還元剤の
酸化反応および金属イオンの還元反応が一定である条件
のとき適用することができる。
しかしながら、実際のめっき工程では、めっき副反応や
各成分濃度の変化を伴うため、測定値と、実際の析出速
度値とに誤差が生じ易いという問題がある。
各成分濃度の変化を伴うため、測定値と、実際の析出速
度値とに誤差が生じ易いという問題がある。
また、特開昭５９−１９３６９３号公報によって知らさ
れる方法は、かなり精度良くめつき析出速度を測定する
ことができものの、間接的に析出速度を求めているため
、実際の速度とずれが予想されるとともに、一定周期で
めっき工程、水洗工程、電解工程を繰り返さなければな
らないため、１回のサンプリングに要する時間が長くな
り、リアルタイムでの測定を行なうことができないとい
う問題がある。
れる方法は、かなり精度良くめつき析出速度を測定する
ことができものの、間接的に析出速度を求めているため
、実際の速度とずれが予想されるとともに、一定周期で
めっき工程、水洗工程、電解工程を繰り返さなければな
らないため、１回のサンプリングに要する時間が長くな
り、リアルタイムでの測定を行なうことができないとい
う問題がある。
また、電気めっきの場合、電流効串が１００％″よりも
小さいとき、計算によって得られためっき厚が実際のめ
っき厚よりも小さくなってしまうという問題がある。
小さいとき、計算によって得られためっき厚が実際のめ
っき厚よりも小さくなってしまうという問題がある。
本発明は上記の事情に鑑み、めっき析出速度をリアルタ
イムで正確に求めることができ、これによってめっき工
程の管理をリアルタイムで行なうことができるとともに
、めっき厚の制御精度を大幅に向上させることができる
めっき膜厚計を提供することを目的としている。
イムで正確に求めることができ、これによってめっき工
程の管理をリアルタイムで行なうことができるとともに
、めっき厚の制御精度を大幅に向上させることができる
めっき膜厚計を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するために本発明によるめっき膜厚計
は、めっき液中に浸漬される両面に金属膜を付着させた
水晶振動子と、この水晶振動子の振動数ずれを測定して
前記水晶振動子に析出しためつき金属の質量を測定する
振動数測定部とを備えたことを特徴としている。
は、めっき液中に浸漬される両面に金属膜を付着させた
水晶振動子と、この水晶振動子の振動数ずれを測定して
前記水晶振動子に析出しためつき金属の質量を測定する
振動数測定部とを備えたことを特徴としている。
（作用）
上記の構成において、両面に金属膜を付着させた水晶振
動子をめっき液中に浸漬し、振動数測定部によって前記
水晶振動子の振動数ずれを測定して前記水晶振動子に析
出しためっき金属の質量を測定してめっき析出速度をリ
アルタイムで検知する。
動子をめっき液中に浸漬し、振動数測定部によって前記
水晶振動子の振動数ずれを測定して前記水晶振動子に析
出しためっき金属の質量を測定してめっき析出速度をリ
アルタイムで検知する。
（実施例）
第１図は本発明によるめっき膜厚計の一実施例を示す新
面図である。
面図である。
この図に示すめっき膜厚計は開口部を有する測定セル１
と、この測定セル１の開口部を閉じるテフロンキャップ
２と、前記測定セル１の側面下側に形成された筒形の取
付は部３の開口部分を閉止するように取り付けられる水
晶振動子４と、この水晶振動子４と前記取付は部３とを
密着させるゴムパツキン５と、前記水晶振動子４を前記
取付は部３の開口部分に固定させる水晶振動子固定用ク
リップ６と、前記水晶振動子４の振動数を測定する振動
数カウンタ１４とを備えており、測定セル１内に満たさ
れためっき液７と水晶振動子４の一面とを接触させて水
晶振動子４の一面をめっきさせ、その振動数変化に基づ
いてめっき析出速度を検知する。
と、この測定セル１の開口部を閉じるテフロンキャップ
２と、前記測定セル１の側面下側に形成された筒形の取
付は部３の開口部分を閉止するように取り付けられる水
晶振動子４と、この水晶振動子４と前記取付は部３とを
密着させるゴムパツキン５と、前記水晶振動子４を前記
取付は部３の開口部分に固定させる水晶振動子固定用ク
リップ６と、前記水晶振動子４の振動数を測定する振動
数カウンタ１４とを備えており、測定セル１内に満たさ
れためっき液７と水晶振動子４の一面とを接触させて水
晶振動子４の一面をめっきさせ、その振動数変化に基づ
いてめっき析出速度を検知する。
前記水晶振動子４は第２図に示す如く円板状に形成され
る水晶振動子ウェハー８と、この水晶振動子ウェハー８
の一面に蒸着される金属膜９と、この金属膜９より小さ
な径となるように前記水晶振動子ウェハー８の他面に蒸
着される金属膜１０と、これらの各金属膜９．１０の一
端に各々接続されるリード線１１．１２と、前記水晶振
動子ウェハー８の前記金属膜９が形成された面、即ちめ
っき液７に接触する方の面に電解めっきによって形成さ
れる金属膜１３とを備えており、めっき液７に接触して
いる面が無電解めっきされたとき、そのめっき厚の変化
を振動数変化として検出゛７、この検出結果を各リード
線１１．１２を介して振動数カウンタ１４に供給し、め
っき厚として表示させる。
る水晶振動子ウェハー８と、この水晶振動子ウェハー８
の一面に蒸着される金属膜９と、この金属膜９より小さ
な径となるように前記水晶振動子ウェハー８の他面に蒸
着される金属膜１０と、これらの各金属膜９．１０の一
端に各々接続されるリード線１１．１２と、前記水晶振
動子ウェハー８の前記金属膜９が形成された面、即ちめ
っき液７に接触する方の面に電解めっきによって形成さ
れる金属膜１３とを備えており、めっき液７に接触して
いる面が無電解めっきされたとき、そのめっき厚の変化
を振動数変化として検出゛７、この検出結果を各リード
線１１．１２を介して振動数カウンタ１４に供給し、め
っき厚として表示させる。
コノ場合、めっきによる金属膜膜の質量変化と、振動数
変化との間には次式が成り立っているので、この式を用
いて振動数カウンタ１４の表示からめっきされた金属の
質量、即ちめっき厚を求めることがテキる（Ｓａｕｅｒ
ｂｅｙ、Ｇ−２，２，Ｐｈｙｓ、１９５９，１５５，２
０８）。
変化との間には次式が成り立っているので、この式を用
いて振動数カウンタ１４の表示からめっきされた金属の
質量、即ちめっき厚を求めることがテキる（Ｓａｕｅｒ
ｂｅｙ、Ｇ−２，２，Ｐｈｙｓ、１９５９，１５５，２
０８）。
Δｆ＝−２Δｍ−ｎ−ｆｏ２／Ａ＆ 、” （
１）但し、Δｆ：水晶振動子の振動数のずれΔｍ：水晶
振動子の質量変化 ｎ：上音数 ｆｏ＝水晶振動子の基本振動数 Ａ：水晶振動子の表面積 μ９：水晶振動子の水晶剛性率 ρ９：水晶振動子の水晶密度 そして、このようなめつき膜厚計によって次に述べる条
件で実際にめっき厚を測定して、次に述べる結果を得る
ことができた。
１）但し、Δｆ：水晶振動子の振動数のずれΔｍ：水晶
振動子の質量変化 ｎ：上音数 ｆｏ＝水晶振動子の基本振動数 Ａ：水晶振動子の表面積 μ９：水晶振動子の水晶剛性率 ρ９：水晶振動子の水晶密度 そして、このようなめつき膜厚計によって次に述べる条
件で実際にめっき厚を測定して、次に述べる結果を得る
ことができた。
水晶振動子ウェハー８として５ＭＨｚ、 ＡＴカッ）
（Ｖａｌｐｅｙ−Ｆｉｓｈｅｒ Ｉｎｃ、） 、直径１
インチのものを使用し、この水晶振動子ウェハー８のめ
っき液７に接触する面に直径“９．５１″″の金属膜９
を形成し、他の面に直径“６．４ｍｍ”の金属膜１０を
形成し、さらに実験に先立ち、硫酸銅めっき液により測
定対象となるめっき液７と接触する側の金属膜９上に電
解銅めっきを行なって金属膜１３を形成して水晶振動子
４を作り、これを取付は部３に取り付ける。
（Ｖａｌｐｅｙ−Ｆｉｓｈｅｒ Ｉｎｃ、） 、直径１
インチのものを使用し、この水晶振動子ウェハー８のめ
っき液７に接触する面に直径“９．５１″″の金属膜９
を形成し、他の面に直径“６．４ｍｍ”の金属膜１０を
形成し、さらに実験に先立ち、硫酸銅めっき液により測
定対象となるめっき液７と接触する側の金属膜９上に電
解銅めっきを行なって金属膜１３を形成して水晶振動子
４を作り、これを取付は部３に取り付ける。
この後、この水晶振動子４の各リード線１１．１２を振
動数カウンタ（Ｆｈｉｌｉｐｓ Ｉｎｃ、のＰＭ６６５
４Ｃ）１４に接続する。
動数カウンタ（Ｆｈｉｌｉｐｓ Ｉｎｃ、のＰＭ６６５
４Ｃ）１４に接続する。
次いで、銅イオン濃度”０．０４０Ｍ” 、ホルマリン
濃度“０−０４８Ｍ” ＰＨ“１２．４０鰭、ＥＤＴＡ
濃度“０．１０Ｍ”の無電解銅めっき液７を測定セル１
内に満たしてして常温で測定を行ない、第３図に示す測
定結果を得た。
濃度“０−０４８Ｍ” ＰＨ“１２．４０鰭、ＥＤＴＡ
濃度“０．１０Ｍ”の無電解銅めっき液７を測定セル１
内に満たしてして常温で測定を行ない、第３図に示す測
定結果を得た。
この第３図の傾きからホルマリン添加直後のめっき析出
速度は“０．８２μ璽八″″であった。
速度は“０．８２μ璽八″″であった。
また、上記した無電解めっき液７に少量の添加剤を加え
て“７０℃″で実験したとき、めっき析出速度として“
２．３７μｍ／ｈ”という値を得た。
て“７０℃″で実験したとき、めっき析出速度として“
２．３７μｍ／ｈ”という値を得た。
このようにこの実施例においては、水晶振動子４の振動
数変化に基づいてめっき析出速度を求めるようにしたの
で、めっき析出速度をリアルタイムで、かつｎｇ（ナノ
グラム）オーダの質量変化をも正確に求めることができ
、これによってめっき工程の管理をリアルタイムで行な
うことができるとともに、めっき厚の制御精度を大幅に
向上させることができる。
数変化に基づいてめっき析出速度を求めるようにしたの
で、めっき析出速度をリアルタイムで、かつｎｇ（ナノ
グラム）オーダの質量変化をも正確に求めることができ
、これによってめっき工程の管理をリアルタイムで行な
うことができるとともに、めっき厚の制御精度を大幅に
向上させることができる。
また、この実施例においては、水晶振動子ウェハー８の
各面に形成される金属膜９．１０の径を変えて水晶振動
子ウェハー８の中心部分の振動数変化を検出するように
しているので、良好な測定精度を確保することができる
。
各面に形成される金属膜９．１０の径を変えて水晶振動
子ウェハー８の中心部分の振動数変化を検出するように
しているので、良好な測定精度を確保することができる
。
また、この実施例においては、水晶振動子ウェハー８の
片面のみをめっき液７に接触させるようにしているので
、両面を接触させた場合に発生する両面金属膜９．１０
間の絶縁低下を小さくして振動数カウント時のノイズを
小さくすることができ、これに１って測定値の信頼性を
向上させることができる。
片面のみをめっき液７に接触させるようにしているので
、両面を接触させた場合に発生する両面金属膜９．１０
間の絶縁低下を小さくして振動数カウント時のノイズを
小さくすることができ、これに１って測定値の信頼性を
向上させることができる。
また、上述した実施例においては、水晶振動子ウェハー
８のめっき液７に接触する面にめっき対象となる金属を
予めめっきして金属膜１３を形成するようにしているが
、白金や金のような不活性金属を付着させて金属膜１３
を形成するようにしても良い。
８のめっき液７に接触する面にめっき対象となる金属を
予めめっきして金属膜１３を形成するようにしているが
、白金や金のような不活性金属を付着させて金属膜１３
を形成するようにしても良い。
以上説明したように本発明によれば、めっき析出速度を
リアルタイムで正確に求めることができ、これによって
めっき工程の管理をリアルタイムで行なうことができる
とともに、めっき厚の制御精度を大幅に向上させること
ができる。
リアルタイムで正確に求めることができ、これによって
めっき工程の管理をリアルタイムで行なうことができる
とともに、めっき厚の制御精度を大幅に向上させること
ができる。
第１図は本発明によるめっき膜厚計の一実施例を示す断
面図、第２図は第１図に示す水晶振動子の詳細な斜視図
、第３図は同実施例の測定例を示す表図である。 ４・−・水晶振動子 ７・−・めっき液 ８・・・水晶振動子ウェハー ９・・・金属膜 １０・・・金属膜 １４・・・振動数カウンタ
面図、第２図は第１図に示す水晶振動子の詳細な斜視図
、第３図は同実施例の測定例を示す表図である。 ４・−・水晶振動子 ７・−・めっき液 ８・・・水晶振動子ウェハー ９・・・金属膜 １０・・・金属膜 １４・・・振動数カウンタ
Claims (3)
- （１）めつき液中に浸漬される両面に金属膜を付着させ
た水晶振動子と、 この水晶振動子の振動数ずれを測定して前記水晶振動子
に析出しためつき金属の質量を測定する振動数測定部と
、 を備えたことを特徴とするめつき膜厚計。 - （２）水晶振動子の片面のみをめつき液に接触させる請
求項１記載のめつき膜厚計。 - （３）水晶振動子のめつき液と接触しない面の金属膜を
少なくともめっき液と接触する面の裏面でめつき液と接
触する面の金属膜よりも小さく、かつ発振子平面の垂直
方向から見てめつき液と接触する金属膜の外周よりも内
側である請求項２記載のめつき膜厚計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9508590A JPH03294500A (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | めっき膜厚計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9508590A JPH03294500A (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | めっき膜厚計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294500A true JPH03294500A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=14128102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9508590A Pending JPH03294500A (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | めっき膜厚計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03294500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016153757A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | ピエゾパーツ株式会社 | 成膜センサーユニット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54153059A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Seikosha Kk | Method and device for measuring thickness of plating |
| JPH0232007B2 (ja) * | 1985-05-29 | 1990-07-18 | Ebara Mfg |
-
1990
- 1990-04-12 JP JP9508590A patent/JPH03294500A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54153059A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Seikosha Kk | Method and device for measuring thickness of plating |
| JPH0232007B2 (ja) * | 1985-05-29 | 1990-07-18 | Ebara Mfg |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016153757A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | ピエゾパーツ株式会社 | 成膜センサーユニット |
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