JPH0518057B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0518057B2 JPH0518057B2 JP60148952A JP14895285A JPH0518057B2 JP H0518057 B2 JPH0518057 B2 JP H0518057B2 JP 60148952 A JP60148952 A JP 60148952A JP 14895285 A JP14895285 A JP 14895285A JP H0518057 B2 JPH0518057 B2 JP H0518057B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- etching solution
- metal
- electrode
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 産業上の利用分野
この発明は、腐蝕液体中における液組成変化に
よる金属腐蝕速度の変化を測定する方法およびそ
のための装置に関する。
よる金属腐蝕速度の変化を測定する方法およびそ
のための装置に関する。
(b) 従来の技術
従来、金属腐蝕性の液体中における金属腐蝕速
度を測定するには、被検査金属（試験金属）の重
量変化および外観観察による浸漬測定方法また
は、非溶解性金属が分極する際に生じる電位差
（ORP）により特定流体中の酸化・還元変化を被
検査金属の溶解速度として測定する電気化学的測
定方法等があつた。また、エツチングに関しても
同様にこれらの測定方法を用いた装置類が用いら
れていた。
度を測定するには、被検査金属（試験金属）の重
量変化および外観観察による浸漬測定方法また
は、非溶解性金属が分極する際に生じる電位差
（ORP）により特定流体中の酸化・還元変化を被
検査金属の溶解速度として測定する電気化学的測
定方法等があつた。また、エツチングに関しても
同様にこれらの測定方法を用いた装置類が用いら
れていた。
エツチング工程は、銅を腐蝕する液体（エツチ
ング液）でエツチングレジストで保護された部分
以外の銅を取り除く作業であり、この工程を経て
はじめてプリント配線基板が出来あがり、エツチ
ング工程が終了する。プリント基板は、現在の様
なエレクトロニクス化が要求される社会的な動き
の中で必要不可欠な存在となり、エレクトロニク
ス化が進む中でのプリント基板の製造におけるエ
ツチング工程の役割は、非常に重要な存在となつ
てきた。プリント基板に対する需要が増加するに
つれて、エツチング方法もバツチ方式から連続作
業が可能な自動制御方式へと移行する。この様な
背景の中でエツチング液自体も連続使用が可能な
エツチング液へと移行する。エツチング液の連続
使用を行う為には、液組成を一定に保つことが重
要な要件となる。
ング液）でエツチングレジストで保護された部分
以外の銅を取り除く作業であり、この工程を経て
はじめてプリント配線基板が出来あがり、エツチ
ング工程が終了する。プリント基板は、現在の様
なエレクトロニクス化が要求される社会的な動き
の中で必要不可欠な存在となり、エレクトロニク
ス化が進む中でのプリント基板の製造におけるエ
ツチング工程の役割は、非常に重要な存在となつ
てきた。プリント基板に対する需要が増加するに
つれて、エツチング方法もバツチ方式から連続作
業が可能な自動制御方式へと移行する。この様な
背景の中でエツチング液自体も連続使用が可能な
エツチング液へと移行する。エツチング液の連続
使用を行う為には、液組成を一定に保つことが重
要な要件となる。
塩化第二銅エツチング液の場合
Cu＋CuCl2→2CuCl…… (1)
2CuCl＋2HCl＋H2O2→2CuCl2＋2H2O…… (2)
アルカリエツチヤントエツチング液の場合
Cu＋Cu（NH3）4Cl2→2Cu（NH3）2Cl…… (1)
2Cu（NH3）2Cl＋2NH4Cl＋2NH4OH＋1/2O2
→2Cu（NH3）4Cl2＋3H2O…… (2)
(1)式は、エツチング工程を示す。銅が２価の銅に
腐蝕され１価の銅へと変化する。(2)式は、再生工
程を示す。１価の銅へ変化した液質を各再生助剤
を添加して、２価の銅へ再生する。
腐蝕され１価の銅へと変化する。(2)式は、再生工
程を示す。１価の銅へ変化した液質を各再生助剤
を添加して、２価の銅へ再生する。
エツチング工程および再生工程が、常に一定で
あれば連続使用が可能なエツチング液となる。エ
ツチング液の液組成変化における銅等の腐蝕速度
を測定することにより、エツチング液の液組成を
一定にすることが可能となる。
あれば連続使用が可能なエツチング液となる。エ
ツチング液の液組成変化における銅等の腐蝕速度
を測定することにより、エツチング液の液組成を
一定にすることが可能となる。
なお、従来のエツチング液の液組成制御は、製
品の腐蝕状態およびエツチング液の色度等による
人間の視覚で判断する方法、PHによる液組成変化
をPH計で制御する方法、比重による液組成変化を
比重計で制御する方法、色度による液組成変化を
光学計で制御する方法、中和等による液組成変化
を適定試験で制御する方法および酸化、還元電位
による液組成変化をORP計で制御する方法等が
用いられていた。
品の腐蝕状態およびエツチング液の色度等による
人間の視覚で判断する方法、PHによる液組成変化
をPH計で制御する方法、比重による液組成変化を
比重計で制御する方法、色度による液組成変化を
光学計で制御する方法、中和等による液組成変化
を適定試験で制御する方法および酸化、還元電位
による液組成変化をORP計で制御する方法等が
用いられていた。
(c) 発明が解決使用とする問題点
特定流体中における金属腐蝕速度を測定する浸
漬測定方法は、結果の判定に時間を要し連続測定
には不向きである。電気科学的測定方法である流
体中の酸化・還元電位を測定することは、流体中
のPHおよび温度変化による影響を受け、現況の
ORP電極で被検査金属の溶解速度を測定するに
は測定域が狭くなり、連続測定した場合誤差範囲
が大きくなる。ORP電極は被溶解性金属でない
ため、流体中に生じる電位差を直接感知すること
が困難である。また、エツチング液の液組成制御
を人間の視覚で判断する方法は、そのときの体調
により誤差を生じてしまい、常に一定の基準を設
けることができない。PH計による制御では測定範
囲内での制御は可能であるが、実装置内ではPH計
の測定範囲外の値を示す。希釈等の操作により測
定可能となるが連続測定の際時間を要し不向きで
ある。比重計による制御はエツチング液組成が単
類であれば可能であるが、複類となると誤差を生
じる。光学計による制御では色の濃淡で濃度を判
断するため有色の物質（溶液等）であればよい
が、無色透明等の物質（よ溶液等）であれば誤差
を生じる。適定試験による制御は、液組成を知る
上で最も判定性が良いが、連続測定には判定に時
間を要し不向きである。ORP計による制御は、
酸化物および還元物の比率測定であるため測定域
が狭く、PHおよび温度変化による影響を受け、連
続測定の際誤差を生じる。ORPの性質上、塩化
物エツチングでは測定可能であるが、酸化力の強
いものでは電位差が見られないため相関性が現れ
づらく、使用に対する制限が加わる。なぜなら、
現況のORP電極は被溶解性金属でないため、エ
ツチング液中に生じる電位差を直接感知すること
が困難となるため、また、上記いくつかの測定方
法を組み合わせての使用および同一方法の多使を
行えば、制御精度は向上するが制御系の規模、コ
ストが増大し、かなり複雑な仕組みとなり、使用
に対してその都度細心の注意と熟練とが必要とな
る。上記制御方法は、根本的に直接測定でないた
め、もしくは連続測定困難なため、エツチング液
等の腐蝕流体中での制御には、制御値として用い
づらく１つの基準、目安に過ぎない。
漬測定方法は、結果の判定に時間を要し連続測定
には不向きである。電気科学的測定方法である流
体中の酸化・還元電位を測定することは、流体中
のPHおよび温度変化による影響を受け、現況の
ORP電極で被検査金属の溶解速度を測定するに
は測定域が狭くなり、連続測定した場合誤差範囲
が大きくなる。ORP電極は被溶解性金属でない
ため、流体中に生じる電位差を直接感知すること
が困難である。また、エツチング液の液組成制御
を人間の視覚で判断する方法は、そのときの体調
により誤差を生じてしまい、常に一定の基準を設
けることができない。PH計による制御では測定範
囲内での制御は可能であるが、実装置内ではPH計
の測定範囲外の値を示す。希釈等の操作により測
定可能となるが連続測定の際時間を要し不向きで
ある。比重計による制御はエツチング液組成が単
類であれば可能であるが、複類となると誤差を生
じる。光学計による制御では色の濃淡で濃度を判
断するため有色の物質（溶液等）であればよい
が、無色透明等の物質（よ溶液等）であれば誤差
を生じる。適定試験による制御は、液組成を知る
上で最も判定性が良いが、連続測定には判定に時
間を要し不向きである。ORP計による制御は、
酸化物および還元物の比率測定であるため測定域
が狭く、PHおよび温度変化による影響を受け、連
続測定の際誤差を生じる。ORPの性質上、塩化
物エツチングでは測定可能であるが、酸化力の強
いものでは電位差が見られないため相関性が現れ
づらく、使用に対する制限が加わる。なぜなら、
現況のORP電極は被溶解性金属でないため、エ
ツチング液中に生じる電位差を直接感知すること
が困難となるため、また、上記いくつかの測定方
法を組み合わせての使用および同一方法の多使を
行えば、制御精度は向上するが制御系の規模、コ
ストが増大し、かなり複雑な仕組みとなり、使用
に対してその都度細心の注意と熟練とが必要とな
る。上記制御方法は、根本的に直接測定でないた
め、もしくは連続測定困難なため、エツチング液
等の腐蝕流体中での制御には、制御値として用い
づらく１つの基準、目安に過ぎない。
実装置内で各測定器類による液組成制御を行つ
た場合、エツチング液の濃度変化による測定状態
は見掛上は設定値（エツチング良好時の値）によ
るエツチング液の安定な液組成の様に見受けられ
るが導体幅が0.1mm程度に多数配置された精密基
板のエツチング工程では、直接測定でないため、
または、連続特定困難なために生じるわずかな誤
差が再生助剤の過剰添加等を引き起こし、エツチ
フアクターを悪化させ、導体幅細り等の腐蝕状態
を生じやすく、オーバーエツチングおよびエツチ
ング不良を促す欠点があつた。
た場合、エツチング液の濃度変化による測定状態
は見掛上は設定値（エツチング良好時の値）によ
るエツチング液の安定な液組成の様に見受けられ
るが導体幅が0.1mm程度に多数配置された精密基
板のエツチング工程では、直接測定でないため、
または、連続特定困難なために生じるわずかな誤
差が再生助剤の過剰添加等を引き起こし、エツチ
フアクターを悪化させ、導体幅細り等の腐蝕状態
を生じやすく、オーバーエツチングおよびエツチ
ング不良を促す欠点があつた。
この発明は、エツチング液の組成変化によるエ
ツチング速度の変化を、被エツチング金属からな
る試料電極の溶解電流の変化として直接検出し、
これに基づいてエツチング液の組成を調整できる
エツチング制御装置を提供することを目的とす
る。
ツチング速度の変化を、被エツチング金属からな
る試料電極の溶解電流の変化として直接検出し、
これに基づいてエツチング液の組成を調整できる
エツチング制御装置を提供することを目的とす
る。
(d) 問題点を解決するための手段
この発明は、エツチング液を貯留または流通す
る液槽と、前記エツチング液に浸漬される被エツ
チング金属よりなる第１の電極および非腐蝕性の
第２の電極と、これらを電気的に結合して両電極
間を流れる電流または両電極間の電位差を測定す
る電流計または電圧計と、この電流計または電圧
計の検出値に基づき前記エツチング液の成分を補
給する補給手段と、を備えたことを特徴とする。
る液槽と、前記エツチング液に浸漬される被エツ
チング金属よりなる第１の電極および非腐蝕性の
第２の電極と、これらを電気的に結合して両電極
間を流れる電流または両電極間の電位差を測定す
る電流計または電圧計と、この電流計または電圧
計の検出値に基づき前記エツチング液の成分を補
給する補給手段と、を備えたことを特徴とする。
(e) 作用
この発明のエツチング制御装置では、エツチン
グ液中に被エツチング金属よりなる第１の電極と
非腐蝕性の第２の電極を浸漬する。非腐蝕性の電
極としては、白金、金、カーボン、チタン、タン
グステン、タンタルなどを用いることができる。
第１の電極はエツチング液により腐蝕され液中に
解け出す。第１の電極と第２の電極は電流計また
は電圧計によつて電気的に接続されている。した
がつて、この電流計または電圧計により第１の電
極の腐蝕量に比例する電流／電圧が検出される。
すなわち、エツチング液による金属の腐蝕は通常
の腐蝕に比して数百倍の速度があるため、電極間
に電流計または電圧計を接続するのみでこれを検
出することができる。また、第１の電極は被エツ
チング金属からなつているため生じる電流／電圧
はまさにエツチング速度に比例するものであり、
換算等は不要である。補給手段は、この電流／電
圧の検出値に基づいてエツチング液の成分を補給
する。エツチング液の成分は、塩化第二銅エツチ
ング液の場合には塩酸、過酸化水素水、水などで
ある。エツチング能力が低下した場合には、塩酸
や過酸化水素水を補給することにより、塩化第二
銅が還元されてエツチング能力が回復する。この
制御が電極間の電流／電圧を測定することのみに
よつて可能になる。
グ液中に被エツチング金属よりなる第１の電極と
非腐蝕性の第２の電極を浸漬する。非腐蝕性の電
極としては、白金、金、カーボン、チタン、タン
グステン、タンタルなどを用いることができる。
第１の電極はエツチング液により腐蝕され液中に
解け出す。第１の電極と第２の電極は電流計また
は電圧計によつて電気的に接続されている。した
がつて、この電流計または電圧計により第１の電
極の腐蝕量に比例する電流／電圧が検出される。
すなわち、エツチング液による金属の腐蝕は通常
の腐蝕に比して数百倍の速度があるため、電極間
に電流計または電圧計を接続するのみでこれを検
出することができる。また、第１の電極は被エツ
チング金属からなつているため生じる電流／電圧
はまさにエツチング速度に比例するものであり、
換算等は不要である。補給手段は、この電流／電
圧の検出値に基づいてエツチング液の成分を補給
する。エツチング液の成分は、塩化第二銅エツチ
ング液の場合には塩酸、過酸化水素水、水などで
ある。エツチング能力が低下した場合には、塩酸
や過酸化水素水を補給することにより、塩化第二
銅が還元されてエツチング能力が回復する。この
制御が電極間の電流／電圧を測定することのみに
よつて可能になる。
また、これにより、エツチング液の濃度が上昇
し比重が大きくなつた場合には、水を補給して濃
度を所定範囲に保てばよい。
し比重が大きくなつた場合には、水を補給して濃
度を所定範囲に保てばよい。
これにより、どのような条件のもとにおいて
も、正確なエツチング速度を測定し、これに基づ
いてエツチング速度を一定に制御することができ
る。
も、正確なエツチング速度を測定し、これに基づ
いてエツチング速度を一定に制御することができ
る。
(f) 実施例
第１図はこの発明の実施例であるエツチング制
御装置の構成を示す図である。図面中Ａはエツチ
ングマシンを示す。液槽Ｂにエツチング液１が貯
留されている。液槽Ｂには被検査金属（銅）電極
２と比較物質（カーボン等）電極３が設けられ、
これらは電流計兼電圧計４に接続されている。コ
ンベアＣによつてパターンレジストされたプリン
ト基板が走り、このコンベアＣ上にはエツチング
液のノズルが設けられている。このノズルからは
加圧ポンプ５を介して送られてくるエツチング液
１が放出される。このエツチング液１が基板を腐
蝕する。コンベアＣを通過したエツチング液１は
再度液槽Ｂにもどるが、基板の銅を腐蝕したこと
により２価の銅から１価の銅へと移行する。この
サイクルが進むにつれて、液槽Ｂ中のエツチング
液１は徐々に２価から１価の銅へ移行する。エツ
チング液１中の被検査金属２が腐蝕されるにつ
れ、比較物質３とからなる電流計兼電圧計４はそ
れぞれの測定値を示し、エツチング液１のエツチ
ング力低下とともに、測定値も変化する。電流計
兼電圧計４にはエツチング能力の変化に伴つて電
流値および電圧値の変化が読み取られる。このよ
うな変化に伴つて電流計兼電圧計４は再生助剤注
入ポンプ７を駆動して再生助剤６を液槽Ｂ内に添
加する。すなわち、この電流計兼電圧計４は制御
機能をも備えた装置である。
御装置の構成を示す図である。図面中Ａはエツチ
ングマシンを示す。液槽Ｂにエツチング液１が貯
留されている。液槽Ｂには被検査金属（銅）電極
２と比較物質（カーボン等）電極３が設けられ、
これらは電流計兼電圧計４に接続されている。コ
ンベアＣによつてパターンレジストされたプリン
ト基板が走り、このコンベアＣ上にはエツチング
液のノズルが設けられている。このノズルからは
加圧ポンプ５を介して送られてくるエツチング液
１が放出される。このエツチング液１が基板を腐
蝕する。コンベアＣを通過したエツチング液１は
再度液槽Ｂにもどるが、基板の銅を腐蝕したこと
により２価の銅から１価の銅へと移行する。この
サイクルが進むにつれて、液槽Ｂ中のエツチング
液１は徐々に２価から１価の銅へ移行する。エツ
チング液１中の被検査金属２が腐蝕されるにつ
れ、比較物質３とからなる電流計兼電圧計４はそ
れぞれの測定値を示し、エツチング液１のエツチ
ング力低下とともに、測定値も変化する。電流計
兼電圧計４にはエツチング能力の変化に伴つて電
流値および電圧値の変化が読み取られる。このよ
うな変化に伴つて電流計兼電圧計４は再生助剤注
入ポンプ７を駆動して再生助剤６を液槽Ｂ内に添
加する。すなわち、この電流計兼電圧計４は制御
機能をも備えた装置である。
電流計兼電圧計４は電流／電圧値が所定の値に
なるように、HClやH2O2（アルカリエツチヤント
エツチング液の場合にはFeCl3）を添加し、比重
調整水でエツチング液１の比重を調整する。
なるように、HClやH2O2（アルカリエツチヤント
エツチング液の場合にはFeCl3）を添加し、比重
調整水でエツチング液１の比重を調整する。
このような制御を行う実装置における測定結果
より、エツチング液の液組成管理およびエツチン
グ工程の安定化、製品の品質向上、不良率の低
減、生産量の増加、再生助剤の過剰添加防止並び
に生産コストの低減を図れる効果を示した。
より、エツチング液の液組成管理およびエツチン
グ工程の安定化、製品の品質向上、不良率の低
減、生産量の増加、再生助剤の過剰添加防止並び
に生産コストの低減を図れる効果を示した。
また、銅を腐蝕させるエツチングには、被検査
金属として銅を使用したが、被検査金属つまり試
料電極は、金属腐蝕速度を測定する目的金属全て
に対して用いることができ、比較物質としてエツ
チングに炭素棒を使用したが、対極となりうる通
電物質全てに対して、比較物質として使用できる
ものである。第１図で被検査金属と比較物質を個
別にエツチング液に浸漬し測定したが、被検査金
属と比較物質を一体化して、１つの電極とするこ
ともでき、演算表示部をコンピユータで行い表示
速度の高速化およびプログラムによる各条件設定
を行うことも可能である。
金属として銅を使用したが、被検査金属つまり試
料電極は、金属腐蝕速度を測定する目的金属全て
に対して用いることができ、比較物質としてエツ
チングに炭素棒を使用したが、対極となりうる通
電物質全てに対して、比較物質として使用できる
ものである。第１図で被検査金属と比較物質を個
別にエツチング液に浸漬し測定したが、被検査金
属と比較物質を一体化して、１つの電極とするこ
ともでき、演算表示部をコンピユータで行い表示
速度の高速化およびプログラムによる各条件設定
を行うことも可能である。
(g) 発明の効果
以上のようにこの発明によれば、どのような金
属腐蝕性液体でもどのような被検査金属でもその
液中におけるその金属の腐蝕速度を直接正確に測
定することができる。したがつて、この発明を適
用することにより、導体幅が0.1mm程度に多数配
置された精密基板のエツチングに際しても安定し
た液組成によるエツチング工程が行え、エツチン
グ不良およびオーバーエツチングによる再生助剤
の添加量を一定化する効果がある。
属腐蝕性液体でもどのような被検査金属でもその
液中におけるその金属の腐蝕速度を直接正確に測
定することができる。したがつて、この発明を適
用することにより、導体幅が0.1mm程度に多数配
置された精密基板のエツチングに際しても安定し
た液組成によるエツチング工程が行え、エツチン
グ不良およびオーバーエツチングによる再生助剤
の添加量を一定化する効果がある。
また、装置は簡略な構造であるため設置場所を
選ばす、既設装置へ取り付けが行え、従来の装置
を損なうことがない。
選ばす、既設装置へ取り付けが行え、従来の装置
を損なうことがない。
第１図はこの発明の実施例であるエツチング制
御装置の構成を示す図である。 Ａ…エツチングマシン、Ｂ、Ｃ……液槽、コン
ベア、１…エツチング液、２…被検査金属、３…
比較物質、４…電流計兼電圧計、５…加圧ポン
プ、６…再生助剤、７…再生助剤注入ポンプ。
御装置の構成を示す図である。 Ａ…エツチングマシン、Ｂ、Ｃ……液槽、コン
ベア、１…エツチング液、２…被検査金属、３…
比較物質、４…電流計兼電圧計、５…加圧ポン
プ、６…再生助剤、７…再生助剤注入ポンプ。
Claims (1)
- １ エツチング液を貯留または流通する液槽と、
前記エツチング液に浸漬される被エツチング金属
よりなる第１の電極および非腐蝕性の第２の電極
と、これらを電気的に結合して両電極間を流れる
電流または両電極間の電位差を測定する電流計ま
たは電圧計と、この電流計または電圧計の検出値
に基づき前記エツチング液の成分を補給する補給
手段と、を備えたことを特徴とするエツチング制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60148952A JPS629263A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | エッチング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60148952A JPS629263A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | エッチング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629263A JPS629263A (ja) | 1987-01-17 |
| JPH0518057B2 true JPH0518057B2 (ja) | 1993-03-10 |
Family
ID=15464322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60148952A Granted JPS629263A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | エッチング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS629263A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58162853A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Toshiba Corp | 腐食速度判定装置 |
| JPS60117142A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-24 | Toshiba Corp | 金属の腐食速度測定方法 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP60148952A patent/JPS629263A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS629263A (ja) | 1987-01-17 |
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