电镀锡方法
阅读：857发布：2020-05-12
专利汇可以提供电镀锡方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电 镀 锡 的方法，其包括：第1工序，其在调整所述 氧 的吹入量以控制锡离子生成速度时，根据板通过的进度求出锡离子预定消耗速度随时间的变化量；第2工序，根据所述锡离子预定消耗速度随时间的变化量，每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分，将在各划分的区间已经平均化的锡离子生成速度设定为平均随时间的变化量；以及第3工序，调整所述氧的吹入量，使得与所述平均随时间的变化量相适应的锡离子浓度成为不超过所述各区间内的控制目标上限及控制目标下限的锡离子生成速度。，下面是电镀锡方法专利的具体信息内容。
1、一种电镀锡方法，其是一边在金属锡溶解槽和镀液循环槽之间 使溶解有氧的镀液循环一边溶解金属锡、且一边在所述镀液循环槽和 电镀槽之间使所述镀液循环一边使用不溶性电极而进行电镀的方法， 该方法的特征在于，其包括：
第1工序，其在调整所述氧的吹入量以控制锡离子生成速度时， 根据板通过的进度求出锡离子预定消耗速度随时间的变化量；
第2工序，根据所述锡离子预定消耗速度随时间的变化量，每隔 预定时间对所述锡离子生成速度进行划分，将在各划分的区间已经平 均化的锡离子生成速度设定为平均随时间的变化量；以及
第3工序，调整所述氧的吹入量，使得与所述平均随时间的变化 量相适应的锡离子浓度成为不超过所述各区间内的控制目标上限及控 制目标下限的锡离子生成速度。
2、根据权利要求1所述的电镀锡方法，其中，在所述第2工序中， 在每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分时，每隔该锡离子生 成速度倾向于增加的时间进行划分，并在这些每个区间将锡离子生成 速度平均化。
3、根据权利要求1所述的电镀锡方法，其中，在所述第2工序中， 在每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分时，按照使所述锡离 子浓度不超过控制目标上限及控制目标下限的方式进行划分，并在这 些每个区间将锡离子生成速度平均化。
4、根据权利要求1所述的电镀锡方法，其中，在所述第2工序中， 在每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分时，每隔所述平均化 锡离子生成速度增加的时间进行划分，并在这些每个区间将平均化的 锡离子生成速度平均化。
5、根据权利要求1所述的电镀锡方法，其中，在所述第2工序中， 在每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分时，按照使所述锡离 子浓度在不超过控制目标上限及控制目标下限的范围的方式进行划 分，并在这些每个区间将平均化的锡离子生成速度平均化。
6、根据权利要求1所述的电镀锡方法，其中，在每个预定时间的 区间内，当锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间产生差异时， 在这些区间内修正在所述每个区间已经平均化的锡离子生成速度。
7、根据权利要求6所述的电镀锡方法，其中，根据下式求出所述 锡离子生成速度的修正量。
锡离子生成速度修正量＝(各区间内修正前的(锡离子预定生成 量-锡离子实际生成量)}/每个随时间变化的区间内修正后的剩余时 间。
技术领域
背景技术
使用不溶性电极进行电镀锡的方法与使用可溶性电极进行电镀锡 的方法相比较，由于阳极电极不发生溶解，因而可以使阴极的带和阳 极电极的间隔保持恒定。因此，所具有的优点是镀层附着量一定，而 且电镀质量均匀。另外，在从设备运行方面考察的情况下，使用不溶 性电极电镀锡的方法由于更换电镀用电极的频率较低，因而所具有的 优点是可以减少用于进行更换作业的工作人员等。
在采用该不溶性电极的电镀锡的方法中，向填充有金属锡粒子的 金属锡溶解槽内在锡(Sn)发生溶解时吹入氧，由此在锡(Sn)粒子 的表面生成SnO。即可以得到下式(1)的反应。
Sn+1/2O2→SnO (1)
在由该反应所生成的SnO上，镀液中的H+与其发生反应而生成 Sn2+。即可以得到下式(2)的反应。
SnO+2H+→Sn2++H2O (2)
这时，如果溶解氧的量过剩，则由上式(1)的反应所得到的SnO 便与氧发生反应而成为SnO2。即发生下式(3)的反应。
SnO+1/2O2→SnO2 (3)
该SnO2由于是不溶性的，所以镀液中成为淤渣。
如果在镀液中产生因锡离子Sn2+的氧化而生成的淤渣，则产生的问 题包括锡离子的生成效率降低、或堵塞液体输送配管等。为避免这样 的问题，必须频繁地进行淤渣的回收除去。
另外，在淤渣被排出到电镀容器内而附着于电镀板表面的情况下， 也有损害其美丽外观的问题。作为抑制起因于这些锡离子Sn2+的氧化而 产生淤渣的方法，可以考虑减少供给至金属锡溶解槽内的镀液中的溶 解氧浓度。但是，由于是利用上式(1)及(2)所记载的反应来溶解 金属锡，所以为了溶解必要量的锡离子Sn2+而进行供给，需要供给与其 相称的氧量，从而减少镀液中溶解氧浓度的方法也有其局限性。
例如在下述专利文献1中，为了抑制因锡离子Sn2+的氧化而在镀液 中产生的淤渣，提出了如下的方法，即强迫地对金属锡粒子进行机械 搅拌以加速锡的溶解速度，从而减少淤渣的发生量。另外，在下述专 利文献2中，提出了如下的方法，即向金属锡溶解槽内的金属锡粒子上 供给溶解氧为300ppm以下的电镀液，其中金属锡溶解槽经由镀液循环 槽而与设有不溶性阳极的电镀槽相连通。
专利文献1所公开的方法就是强迫地对金属锡粒子进行机械搅拌 以加快锡的溶解速度，藉此减少淤渣的发生量，但并不是根据锡离子 的消耗量来调整镀液的循环量，藉此减少淤渣的发生量。另外，专利 文献2所公开的方法在进行重单位面积重量(即镀层厚)的Sn电镀的情 况下，所存在的问题是：凭借溶解氧为300ppm以下的电镀液，有时未 必能够得到目标的Sn镀层。
在以前的电镀锡方法中，锡离子预定消耗速度、锡离子生成速度、 锡离子浓度以及锡淤渣生成速度随时间变化的一个例子如图7A～7D 所示。由于与锡离子的实际浓度相对应地决定锡离子的生成速度，所 以例如如图7B所示，当供给至金属锡溶解槽内的氧吹入量发生变更后， 在直至电镀槽内的锡离子浓度达到稳定为止的期间内，存在一个追踪 延迟时间。因此，例如如图7C所示，锡离子浓度将产生超过控制目标 上限值或下限值的情况。例如，在从薄镀层材料变化为厚镀层材料等 情况中，锡离子的供给量往往供应不上。这时，通过作业人员在短时 间内投入大量的氧，以增加镀液循环量，由此便可以确保锡离子浓度。 但与此同时，淤渣也会大量产生。
另外，作业人员预测锡离子的消耗量而调整氧吹入量及镀液循环 量的方法在不能进行精细的变更设定方面，为了使氧吹入量保持充裕， 要进行过剩地供给氧的调整，因而淤渣的发生量容易增多。
在采用该不溶性电极的电镀锡的方法中，向填充有金属锡粒子的 金属锡溶解槽内在锡(Sn)发生溶解时吹入氧，由此在锡(Sn)粒子 的表面生成SnO。即可以得到下式(1)的反应。
Sn+1/2O2→SnO (1)
在由该反应所生成的SnO上，镀液中的H+与其发生反应而生成 Sn2+。即可以得到下式(2)的反应。
SnO+2H+→Sn2++H2O (2)
这时，如果溶解氧的量过剩，则由上式(1)的反应所得到的SnO 便与氧发生反应而成为SnO2。即发生下式(3)的反应。
SnO+1/2O2→SnO2 (3)
该SnO2由于是不溶性的，所以镀液中成为淤渣。
如果在镀液中产生因锡离子Sn2+的氧化而生成的淤渣，则产生的问 题包括锡离子的生成效率降低、或堵塞液体输送配管等。为避免这样 的问题，必须频繁地进行淤渣的回收除去。
另外，在淤渣被排出到电镀容器内而附着于电镀板表面的情况下， 也有损害其美丽外观的问题。作为抑制起因于这些锡离子Sn2+的氧化而 产生淤渣的方法，可以考虑减少供给至金属锡溶解槽内的镀液中的溶 解氧浓度。但是，由于是利用上式(1)及(2)所记载的反应来溶解 金属锡，所以为了溶解必要量的锡离子Sn2+而进行供给，需要供给与其 相称的氧量，从而减少镀液中溶解氧浓度的方法也有其局限性。
例如在下述专利文献1中，为了抑制因锡离子Sn2+的氧化而在镀液 中产生的淤渣，提出了如下的方法，即强迫地对金属锡粒子进行机械 搅拌以加速锡的溶解速度，从而减少淤渣的发生量。另外，在下述专 利文献2中，提出了如下的方法，即向金属锡溶解槽内的金属锡粒子上 供给溶解氧为300ppm以下的电镀液，其中金属锡溶解槽经由镀液循环 槽而与设有不溶性阳极的电镀槽相连通。
专利文献1所公开的方法就是强迫地对金属锡粒子进行机械搅拌 以加快锡的溶解速度，藉此减少淤渣的发生量，但并不是根据锡离子 的消耗量来调整镀液的循环量，藉此减少淤渣的发生量。另外，专利 文献2所公开的方法在进行重单位面积重量(即镀层厚)的Sn电镀的情 况下，所存在的问题是：凭借溶解氧为300ppm以下的电镀液，有时未 必能够得到目标的Sn镀层。
在以前的电镀锡方法中，锡离子预定消耗速度、锡离子生成速度、 锡离子浓度以及锡淤渣生成速度随时间变化的一个例子如图7A～7D 所示。由于与锡离子的实际浓度相对应地决定锡离子的生成速度，所 以例如如图7B所示，当供给至金属锡溶解槽内的氧吹入量发生变更后， 在直至电镀槽内的锡离子浓度达到稳定为止的期间内，存在一个追踪 延迟时间。因此，例如如图7C所示，锡离子浓度将产生超过控制目标 上限值或下限值的情况。例如，在从薄镀层材料变化为厚镀层材料等 情况中，锡离子的供给量往往供应不上。这时，通过作业人员在短时 间内投入大量的氧，以增加镀液循环量，由此便可以确保锡离子浓度。 但与此同时，淤渣也会大量产生。
另外，作业人员预测锡离子的消耗量而调整氧吹入量及镀液循环 量的方法在不能进行精细的变更设定方面，为了使氧吹入量保持充裕， 要进行过剩地供给氧的调整，因而淤渣的发生量容易增多。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种电镀锡 方法，其可以将电镀槽内的锡离子浓度保持在控制范围内，同时又可 以将锡淤渣的发生量抑制在最低限度。
为解决上述问题，本发明采用了以下的方法。即：
(1)本发明采用了一种电镀锡方法，其是一边在金属锡溶解槽和 镀液循环槽之间使溶解有氧的镀液循环一边溶解金属锡、且一边在所 述镀液循环槽和电镀槽之间使所述镀液循环一边使用不溶性电极而进 行电镀的方法，该方法包括：第1工序，其在调整所述氧的吹入量以 控制锡离子生成速度时，根据板通过的进度求出锡离子预定消耗速度 随时间的变化量；第2工序，根据所述锡离子预定消耗速度随时间的 变化量，每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分，将在各划分 的区间已经平均化的锡离子生成速度设定为平均随时间的变化量；以 及第3工序，调整所述氧的吹入量，使得与所述平均随时间的变化量 相适应的锡离子浓度成为不超过所述各区间内的控制目标上限及控制 目标下限的锡离子生成速度。
(2)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以每隔锡离子生成速度倾向于增加的时间进行划分， 并在这些每个区间将锡离子生成速度平均化。
(3)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以按照使所述锡离子浓度不超过控制目标上限及控 制目标下限的方式进行划分，并在这些每个区间将锡离子生成速度平 均化。
(4)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以每隔所述平均化锡离子生成速度增加的时间进行 划分，并在这些每个区间将平均化的锡离子生成速度平均化。
(5)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以按照使所述锡离子浓度在不超过控制目标上限及 控制目标下限的范围的方式进行划分，并在这些每个区间将平均化的 锡离子生成速度平均化。
(6)在每个预定时间的区间内，当锡离子预定生成量和锡离子实 际生成量之间产生差异时，在这些区间内也可以修正在所述每个区间 已经平均化的锡离子生成速度。
(7)也可以根据下式求出所述锡离子生成速度的修正量。
锡离子生成速度修正量＝(各区间内修正前的(锡离子预定生成 量—锡离子实际生成量)}/每个随时间变化的区间内修正后的剩余时 间
根据本发明的电镀锡方法，由于锡离子浓度在控制目标上限及下 限之间的范围内，而且可以使锡离子生成速度接近锡离子的平均预定 消耗速度，因而可以减少锡淤渣。由于该锡淤渣的减少，可以降低锡 的单位消耗。另外，由于减少了锡淤渣对电镀设备的附着，因而也可 以减少维护作业。能够发挥出也可以减轻如下的担心等极为优良的效 果，这种担心即锡淤渣被排出到电镀槽内，附着在电镀板的表面而损 害美丽的外观。
附图说明
图1是适用本发明第1实施方案的电镀锡方法的装置的整体示意 图。
图2A表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子预定消耗速度随时间的变化。
图2B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子生成速度随时间的变化。
图2C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图2D表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图3A表示了本发明第2实施方案的电镀锡方法中的控制要素随 时间的变化，并且表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化。
图3B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子生成速度随时间的变化。
图3C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图3D表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图4A表示了于某个随时间变化的区间的当中、在锡离子预定生 成量和锡离子实际生成量之间产生了差异的情况，并且表示了锡离子 消耗速度随时间的变化。
图4B表示了上述差异产生的情况，并且表示了锡离子生成速度 随时间的变化。
图4C表示了上述差异产生的情况，并且表示了锡离子消耗速度 随时间的变化。
图4D表示了上述差异产生的情况，并且表示了锡离子生成速度 随时间的变化。
图5A与图4A～4D的情况同样，表示了于每个随时间变化的区 间的当中、当在锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间产生了差 异时，只在下一个周期(next coil)处理时进行修正的情况，并且表示 了锡离子生成速度随时间的变化。
图5B表示了只在上述下一个周期处理时进行修正的情况，并且 表示了锡离子浓度随时间的变化。
图5C表示了只在上述下一个周期处理时进行修正的情况，并且 表示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图6A表示了本发明第3实施方案的电镀锡方法中的控制要素随 时间的变化，并且表示了锡离子生成速度随时间的变化。
图6B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图6C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图7A表示了以前的电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且 表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化。
图7B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子生成速度随时间的变化。
图7C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图7D表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
符号说明：
1 金属锡溶解槽 2 金属锡供给装置
3 金属锡粒子 4 镀液循环槽
5 电镀槽 6 泵
7 开闭阀 8 镀液循环导管
9 不溶性电极 10 带
11 导管 12 锡离子浓度计
13 氧供给源
为解决上述问题，本发明采用了以下的方法。即：
(1)本发明采用了一种电镀锡方法，其是一边在金属锡溶解槽和 镀液循环槽之间使溶解有氧的镀液循环一边溶解金属锡、且一边在所 述镀液循环槽和电镀槽之间使所述镀液循环一边使用不溶性电极而进 行电镀的方法，该方法包括：第1工序，其在调整所述氧的吹入量以 控制锡离子生成速度时，根据板通过的进度求出锡离子预定消耗速度 随时间的变化量；第2工序，根据所述锡离子预定消耗速度随时间的 变化量，每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分，将在各划分 的区间已经平均化的锡离子生成速度设定为平均随时间的变化量；以 及第3工序，调整所述氧的吹入量，使得与所述平均随时间的变化量 相适应的锡离子浓度成为不超过所述各区间内的控制目标上限及控制 目标下限的锡离子生成速度。
(2)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以每隔锡离子生成速度倾向于增加的时间进行划分， 并在这些每个区间将锡离子生成速度平均化。
(3)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以按照使所述锡离子浓度不超过控制目标上限及控 制目标下限的方式进行划分，并在这些每个区间将锡离子生成速度平 均化。
(4)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以每隔所述平均化锡离子生成速度增加的时间进行 划分，并在这些每个区间将平均化的锡离子生成速度平均化。
(5)在所述第2工序中，在每隔预定时间对所述锡离子生成速度 进行划分时，也可以按照使所述锡离子浓度在不超过控制目标上限及 控制目标下限的范围的方式进行划分，并在这些每个区间将平均化的 锡离子生成速度平均化。
(6)在每个预定时间的区间内，当锡离子预定生成量和锡离子实 际生成量之间产生差异时，在这些区间内也可以修正在所述每个区间 已经平均化的锡离子生成速度。
(7)也可以根据下式求出所述锡离子生成速度的修正量。
锡离子生成速度修正量＝(各区间内修正前的(锡离子预定生成 量—锡离子实际生成量)}/每个随时间变化的区间内修正后的剩余时 间
根据本发明的电镀锡方法，由于锡离子浓度在控制目标上限及下 限之间的范围内，而且可以使锡离子生成速度接近锡离子的平均预定 消耗速度，因而可以减少锡淤渣。由于该锡淤渣的减少，可以降低锡 的单位消耗。另外，由于减少了锡淤渣对电镀设备的附着，因而也可 以减少维护作业。能够发挥出也可以减轻如下的担心等极为优良的效 果，这种担心即锡淤渣被排出到电镀槽内，附着在电镀板的表面而损 害美丽的外观。
附图说明
图1是适用本发明第1实施方案的电镀锡方法的装置的整体示意 图。
图2A表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子预定消耗速度随时间的变化。
图2B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子生成速度随时间的变化。
图2C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图2D表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图3A表示了本发明第2实施方案的电镀锡方法中的控制要素随 时间的变化，并且表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化。
图3B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子生成速度随时间的变化。
图3C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图3D表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图4A表示了于某个随时间变化的区间的当中、在锡离子预定生 成量和锡离子实际生成量之间产生了差异的情况，并且表示了锡离子 消耗速度随时间的变化。
图4B表示了上述差异产生的情况，并且表示了锡离子生成速度 随时间的变化。
图4C表示了上述差异产生的情况，并且表示了锡离子消耗速度 随时间的变化。
图4D表示了上述差异产生的情况，并且表示了锡离子生成速度 随时间的变化。
图5A与图4A～4D的情况同样，表示了于每个随时间变化的区 间的当中、当在锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间产生了差 异时，只在下一个周期(next coil)处理时进行修正的情况，并且表示 了锡离子生成速度随时间的变化。
图5B表示了只在上述下一个周期处理时进行修正的情况，并且 表示了锡离子浓度随时间的变化。
图5C表示了只在上述下一个周期处理时进行修正的情况，并且 表示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图6A表示了本发明第3实施方案的电镀锡方法中的控制要素随 时间的变化，并且表示了锡离子生成速度随时间的变化。
图6B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图6C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
图7A表示了以前的电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且 表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化。
图7B表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子生成速度随时间的变化。
图7C表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡离子浓度随时间的变化。
图7D表示了该电镀锡方法中的控制要素随时间的变化，并且表 示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
符号说明：
1 金属锡溶解槽 2 金属锡供给装置
3 金属锡粒子 4 镀液循环槽
5 电镀槽 6 泵
7 开闭阀 8 镀液循环导管
9 不溶性电极 10 带
11 导管 12 锡离子浓度计
13 氧供给源
具体实施方式
下面参照附图就本发明的电镀锡方法的第1实施方案进行如下的 说明。
如图1的整体示意图所示，适用本实施方案的电镀锡方法的电镀 锡装置包括：金属锡溶解槽1，金属锡供给装置2，金属锡粒子3，镀 液循环槽4，电镀槽5，泵6，开闭阀7，镀液循环导管8，不溶性电 极9，导管11，锡离子浓度计12，氧供给源13，以及控制装置(图中 未示出，在后面的叙述中进行说明)。
如在该图中所示的那样，金属锡溶解槽1一边在它与镀液循环槽4 的之间使从氧吹入导管11吹入了氧的镀液循环，一边使从金属锡供给 装置2经由开闭阀7供给的金属锡粒子3发生溶解。另外，一边使镀液在 电镀槽5和镀液循环槽4之间循环，一边采用不溶性电极9在带10上电镀 锡。另外，在镀液循环槽4和电镀槽5之间，以及在镀液循环槽4和金属 锡溶解槽1之间，连接着使镀液循环的镀液循环导管8。而且在这些镀 液循环导管8之中，在从镀液循环槽4向金属锡溶解槽1供给镀液的镀液 循环导管8上，安装有泵6以及开闭阀7。另一方面，在从镀液循环槽4 向电镀槽5供给镀液的镀液循环导管8上，安装有泵6。
在镀液循环槽4、金属锡溶解槽1以及电镀槽5之间，形成有二 条循环路线，即具有：从镀液循环槽4供给的一方的镀液经过金属锡 溶解槽1、再回到镀液循环槽4的路线，以及从镀液循环槽4供给的 另一方的镀液经过电镀槽5、再回到镀液循环槽4的路线。
在从镀液循环槽4向金属锡溶解槽1供给镀液的镀液循环导管8和 氧供给源13之间，借助于氧吹入导管11进行连接。而且当从镀液循环 槽4向金属锡溶解槽1供给镀液时，经由氧吹入导管11向该镀液中供给 源于氧供给源13的氧气。
使用不溶性电极9在带10上电镀锡，随着电镀锡的进行而降低的电 镀槽5内的锡离子浓度可通过从镀液循环槽4补给的镀液进行补充。此 外，符号12表示用于测量镀液循环槽4内的锡离子浓度的锡离子浓度 计。
在具有以上所说明的构成的电镀锡装置中，需要适当地控制锡离 子浓度。本发明者根据迄今为止的操作上的经验，发现在锡淤渣生成 速度和锡离子生成速度之间，存在如下式(4)以及(5)那样的关系。
(锡淤渣生成速度)∝(氧吹入量)2 (4)
(锡离子生成速度)∝(氧吹入量) (5)
故而根据上式(4)以及及(5)可以得到下式(6)。
(锡淤渣生成速度)∝(锡离子生成速度)2 (6)
因此，在锡离子生成时为抑制锡淤渣生成，正如下式(7)所示的 那样，已经判明可以将锡离子消耗期间的平均锡离子预定消耗速度设 定为锡离子生成速度。
y＝(x+x1)2+(x+x2)2+(x+x3)2+…
＝nx2+∑xi 2 (7)
其中，锡离子生成速度：x+xi
平均锡离子预定消耗速度：x
淤渣生成速度：y
但是，锡离子浓度与电镀产品的光泽的好坏有着密切的关系，一 般地说，锡离子浓度必须保持在恒定的狭小的范围内。
如果将锡离子消耗期间中的平均锡离子预定消耗速度设定为锡离 子生成速度，则在镀层较薄时，随着电镀的进行，镀液中的锡离子浓 度持续增加，相反地，在镀层较厚时，随着电镀的进行，镀液中的锡 离子浓度减少。无论在哪一种情况下，发生光泽不良的可能性都会出 现。于是，在本实施方案中，使用控制锡离子生成量的上述控制装置， (a)接受来自过程控制计算机(图中未示出)的板通过进度而计算锡 离子预定消耗速度，(b)根据该锡离子的预定消耗速度、每隔预定时 间对板通过进度进行划分，(c)在每个区间将锡离子生成速度平均化， (d)根据控制在其平均化的控制目标值内的期间(时间)，对镀液循 环槽4内的锡离子浓度进行控制。此外，本发明所说的所谓“板通过进 度”，是包含板预定通过的批次的顺序，以及每批次的(i)批次序号、 (ii)板通过重量(ton)、(iii)板通过速度(ton/our)、(iv)板宽 度(mm)、(v)板厚(mm)、(vi)单位面积重量(g/m2)在内的 数据。
图2A～2D表示了本实施方案的电镀锡方法中的各控制要素随时 间的变化，图2A表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化，图2B表示 了锡离子生成速度随时间的变化，图2C表示了锡离子浓度随时间的变 化，图2D表示了锡淤渣生成速度随时间的变化。正如在这些附图中所 表示的那样，根据下述(1)～(5)的步骤，决定将哪个期间的锡离 子预定消耗速度平均化，从而确定锡离子生成速度(随时间的变化)。
(1)使用控制锡离子生成量的上述控制装置，从上述过程控制计 算机接受板通过进度，计算锡离子预定消耗速度，从而制作出图2A。
(2)在预料锡离子生成速度增加的每个期间(图2A所示的期间 α、β、γ)，将锡离子生成速度平均化，计算锡离子生成速度随时 间的变化，从而制作出相当于图2B的图。
(3)根据现场的锡离子浓度、图2A所示的锡离子预定消耗速度 随时间的变化、图2B所示的锡离子生成速度随时间的变化，计算锡 离子浓度随时间的变化，从而制作出图2C。
(4)反复进行上述(2)和(3)的步骤，直至各期间(期间α、 β、γ)之中的至少一个的锡离子浓度超过控制目标上限或控制目标 下限为止。
(5)在上述(4)的步骤中，对于各期间(期间α、β、γ)的 任何一个，均将锡离子浓度没有超过控制目标上限及控制目标下限的 情况下的锡离子生成速度随时间的变化，设定为锡离子生成速度随时 间变化的计划值(图2B)。
根据上述步骤，锡离子浓度不会超过控制目标上限及控制目标下 限，可以使锡离子生成速度平均化，能够抑制锡淤渣的生成速度。这 通过比较图2D和图7D就一目了然。例如，即使是同样的锡离子预定消 耗速度，以前技术的锡淤渣生成量(即锡淤渣生成速度y×时间t)是100， 与此相对照，本实施方案下降到79.5。
其次，参照图3A～3D就本发明的电镀锡方法的第2实施方案进行 如下的说明。此外，在以下的说明中，以与上述第1实施方案的不同点 为中心进行说明，关于其它方面，设定其与上述第1实施方案同样，在 此省略说明。
图3A～3D表示了本实施方案的电镀锡方法中的各控制要素随时 间的变化，图3A表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化，图3B表 示了锡离子生成速度随时间的变化，图3C表示了锡离子浓度随时间 的变化，图3D表示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
正如这些图所表示的那样，通过反复下述(1)～(5)的步骤， 决定将哪个期间的锡离子预定消耗速度平均化，以确定锡离子生成速 度(随时间变化)。
(1)使用控制锡离子生成量的上述控制装置，从上述过程控制计 算机接受板通过进度，计算锡离子预定消耗速度，从而制作出图3A。
(2)将连续2个期间的锡离子生成速度平均化，计算出锡离子浓 度随时间的变化。
(3)根据现场的锡离子浓度、锡离子预定消耗速度随时间的变化、 锡离子生成速度随时间的变化，计算出锡离子浓度随时间的变化。
(4)反复上述(2)和上述(3)的步骤，直到平均化期间的锡离 子浓度超过控制目标上限或控制目标下限为止。
(5)在上述(4)的步骤中，将各期间(在图3A所示的期间α、 β)的锡离子浓度没有超过控制目标上限及控制目标下限的情况下的 锡离子生成速度随时间的变化，设定为锡离子生成速度随时间的变化 计划值(图3B)。
根据上述步骤，锡离子浓度不会超过控制目标上限及控制目标下 限，可以平均化锡离子生成速度，能够抑制锡淤渣生成速度。这通过 比较图3D和图7D就一目了然。例如，即使是同样的锡离子预定消耗速 度，以前的锡淤渣生成量(即锡淤渣生成速度y×时间t)是100，与此 相对照，本实施方案下降到80。
在时间方向(时间轴上)的某区间(某期间)的当中，当锡离子 预定生成量和锡离子实际生成量之间发生差异时，根据下述(1)～(3) 的步骤，使用控制锡离子生成量的上述控制装置，计算上述差异并进 行修正。
(1)在时间方向的各区间(各期间)内的每1个周期处理完毕时， 计算锡离子预定生成量(＝锡离子生成速度×预定时间)和锡离子实 际生成量(＝锡离子生成速度×实际时间)的差异。
(2)在锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间有差异的情况 下，将该差异用本区间内的剩余时间相除，将其设定为锡离子生成修 正量。
(3)在当初预定的平均化锡离子生成量上，增加上述锡离子生成 修正量，将其设定为修正后的平均化锡离子生成量。
图4A～4D表示了时间方向的某区间(期间)的当中、在锡离子预 定生成量和锡离子实际生成量之间产生差异的情况，表示在某区间(期 间)内、第1个周期的处理时间受到生产线速度降低或生产线停止等因 素的影响而成为2倍的例子。即，图4A表示了锡离子消耗速度随时间的 变化，图4B表示了锡离子生成速度随时间的变化，图4C表示了锡离子 消耗速度随时间的变化，图4D表示了锡离子生成速度随时间的变化。
比较图4B和图4D可知：区间内的1个周期处理完成时的锡离子 实际生成量比预定量增多。
图5A～5C与图4A～4D的情况同样，表示了时间方向的某区间(期 间)的当中、在锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间发生差异 时、只在下一个周期处理而修正的情况的比较例。即，表示只在下一 个周期处理时，修正了在表示某区间内的1个周期处理完成时的锡离子 预定生成量的图4C和表示锡离子实际生成量的图4D之间产生的差异 的情况。另外，图5A表示了锡离子生成速度随时间的变化，图5B表示 了锡离子浓度随时间的变化，图5C表示了锡淤渣生成速度随时间的变 化。
在时间方向的某区间(期间)的当中，作为在锡离子预定生成量 和锡离子实际生成量之间产生了差异的情况的对策，当只在下一个周 期处理时进行修正的情况下，则如图5C所示，可知淤渣发生量较多。
图6A～6C表示了本发明第3实施方案的各控制要素随时间的变 化，是在表示某区间内的1个周期处理完成时的锡离子预定生成量的图 4C和表示锡离子实际生成量的图4D之间产生了差异时，表示了用该区 间内的剩余时间均等地修正该差异的情况。具体地说，图6A表示锡离 子生成速度随时间的变化，图6B表示锡离子浓度随时间的变化，图6D 表示锡淤渣生成速度随时间的变化。
如本实施方案那样，在用区间内的剩余的时间均等地修正的情况 下，比较图5C和图6C可知，只在下一个周期处理时修正的比较例的 情况的锡淤渣生成量(锡淤渣生成速度×时间)为27，与此相对照， 而以区间内剩余的时间均等地修正的本实施方案的情况，锡淤渣生成 量(锡淤渣生成速度×时间)下降到22.5。
如上述那样，根据本实施方案，在随时间变化的每个区间的当中， 当锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间产生了差异时，通过用 区间内的剩余的时间均等地修正锡离子生成量，可以减少锡淤渣。
如上所述，根据本实施方案，在锡离子浓度控制在控制目标上限 及控制目标下限内的范围，由于可以使锡离子生成速度接近消耗锡离 子的时间内的平均预定消耗速度，因而可以减少锡淤渣。通过减少该 锡淤渣，可以降低锡的单位消耗。另外，由于能够减少锡淤渣在电镀 锡装置上的附着，所以也可以减少维护的麻烦。另外，也可以减轻如 下的担心，即锡淤渣被排出到电镀槽(例如电镀槽5)内，附着在电镀 板(例如带10)的表面而损害美丽的外观。
根据本发明的电镀锡方法，在锡离子浓度控制在控制目标上限及 控制目标下限内的范围，由于可以使锡离子生成速度接近消耗锡离子 的时间内的平均预定消耗速度，因而可以减少锡淤渣。通过减少该锡 淤渣，可以降低锡的单位消耗。另外，由于可以减少锡淤渣在电镀锡 装置上的附着，因而也可以减少维护的麻烦。另外，能够发挥出可以 减轻如下的担心等极为优良的效果，这种担心即锡淤渣被排出到电镀 槽内，附着在电镀板的表面而损害美丽的外观。
本申请将2004年8月5日申请的特愿2004-228957号和2005 年1月17日申请的特愿2005-009569号作为基础申请，并吸收了它 们的内容。
专利文献1：特开平3-180493号公报
专利文献2：特开平4-131399号公报
如图1的整体示意图所示，适用本实施方案的电镀锡方法的电镀 锡装置包括：金属锡溶解槽1，金属锡供给装置2，金属锡粒子3，镀 液循环槽4，电镀槽5，泵6，开闭阀7，镀液循环导管8，不溶性电 极9，导管11，锡离子浓度计12，氧供给源13，以及控制装置(图中 未示出，在后面的叙述中进行说明)。
如在该图中所示的那样，金属锡溶解槽1一边在它与镀液循环槽4 的之间使从氧吹入导管11吹入了氧的镀液循环，一边使从金属锡供给 装置2经由开闭阀7供给的金属锡粒子3发生溶解。另外，一边使镀液在 电镀槽5和镀液循环槽4之间循环，一边采用不溶性电极9在带10上电镀 锡。另外，在镀液循环槽4和电镀槽5之间，以及在镀液循环槽4和金属 锡溶解槽1之间，连接着使镀液循环的镀液循环导管8。而且在这些镀 液循环导管8之中，在从镀液循环槽4向金属锡溶解槽1供给镀液的镀液 循环导管8上，安装有泵6以及开闭阀7。另一方面，在从镀液循环槽4 向电镀槽5供给镀液的镀液循环导管8上，安装有泵6。
在镀液循环槽4、金属锡溶解槽1以及电镀槽5之间，形成有二 条循环路线，即具有：从镀液循环槽4供给的一方的镀液经过金属锡 溶解槽1、再回到镀液循环槽4的路线，以及从镀液循环槽4供给的 另一方的镀液经过电镀槽5、再回到镀液循环槽4的路线。
在从镀液循环槽4向金属锡溶解槽1供给镀液的镀液循环导管8和 氧供给源13之间，借助于氧吹入导管11进行连接。而且当从镀液循环 槽4向金属锡溶解槽1供给镀液时，经由氧吹入导管11向该镀液中供给 源于氧供给源13的氧气。
使用不溶性电极9在带10上电镀锡，随着电镀锡的进行而降低的电 镀槽5内的锡离子浓度可通过从镀液循环槽4补给的镀液进行补充。此 外，符号12表示用于测量镀液循环槽4内的锡离子浓度的锡离子浓度 计。
在具有以上所说明的构成的电镀锡装置中，需要适当地控制锡离 子浓度。本发明者根据迄今为止的操作上的经验，发现在锡淤渣生成 速度和锡离子生成速度之间，存在如下式(4)以及(5)那样的关系。
(锡淤渣生成速度)∝(氧吹入量)2 (4)
(锡离子生成速度)∝(氧吹入量) (5)
故而根据上式(4)以及及(5)可以得到下式(6)。
(锡淤渣生成速度)∝(锡离子生成速度)2 (6)
因此，在锡离子生成时为抑制锡淤渣生成，正如下式(7)所示的 那样，已经判明可以将锡离子消耗期间的平均锡离子预定消耗速度设 定为锡离子生成速度。
y＝(x+x1)2+(x+x2)2+(x+x3)2+…
＝nx2+∑xi 2 (7)
其中，锡离子生成速度：x+xi
平均锡离子预定消耗速度：x
淤渣生成速度：y
但是，锡离子浓度与电镀产品的光泽的好坏有着密切的关系，一 般地说，锡离子浓度必须保持在恒定的狭小的范围内。
如果将锡离子消耗期间中的平均锡离子预定消耗速度设定为锡离 子生成速度，则在镀层较薄时，随着电镀的进行，镀液中的锡离子浓 度持续增加，相反地，在镀层较厚时，随着电镀的进行，镀液中的锡 离子浓度减少。无论在哪一种情况下，发生光泽不良的可能性都会出 现。于是，在本实施方案中，使用控制锡离子生成量的上述控制装置， (a)接受来自过程控制计算机(图中未示出)的板通过进度而计算锡 离子预定消耗速度，(b)根据该锡离子的预定消耗速度、每隔预定时 间对板通过进度进行划分，(c)在每个区间将锡离子生成速度平均化， (d)根据控制在其平均化的控制目标值内的期间(时间)，对镀液循 环槽4内的锡离子浓度进行控制。此外，本发明所说的所谓“板通过进 度”，是包含板预定通过的批次的顺序，以及每批次的(i)批次序号、 (ii)板通过重量(ton)、(iii)板通过速度(ton/our)、(iv)板宽 度(mm)、(v)板厚(mm)、(vi)单位面积重量(g/m2)在内的 数据。
图2A～2D表示了本实施方案的电镀锡方法中的各控制要素随时 间的变化，图2A表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化，图2B表示 了锡离子生成速度随时间的变化，图2C表示了锡离子浓度随时间的变 化，图2D表示了锡淤渣生成速度随时间的变化。正如在这些附图中所 表示的那样，根据下述(1)～(5)的步骤，决定将哪个期间的锡离 子预定消耗速度平均化，从而确定锡离子生成速度(随时间的变化)。
(1)使用控制锡离子生成量的上述控制装置，从上述过程控制计 算机接受板通过进度，计算锡离子预定消耗速度，从而制作出图2A。
(2)在预料锡离子生成速度增加的每个期间(图2A所示的期间 α、β、γ)，将锡离子生成速度平均化，计算锡离子生成速度随时 间的变化，从而制作出相当于图2B的图。
(3)根据现场的锡离子浓度、图2A所示的锡离子预定消耗速度 随时间的变化、图2B所示的锡离子生成速度随时间的变化，计算锡 离子浓度随时间的变化，从而制作出图2C。
(4)反复进行上述(2)和(3)的步骤，直至各期间(期间α、 β、γ)之中的至少一个的锡离子浓度超过控制目标上限或控制目标 下限为止。
(5)在上述(4)的步骤中，对于各期间(期间α、β、γ)的 任何一个，均将锡离子浓度没有超过控制目标上限及控制目标下限的 情况下的锡离子生成速度随时间的变化，设定为锡离子生成速度随时 间变化的计划值(图2B)。
根据上述步骤，锡离子浓度不会超过控制目标上限及控制目标下 限，可以使锡离子生成速度平均化，能够抑制锡淤渣的生成速度。这 通过比较图2D和图7D就一目了然。例如，即使是同样的锡离子预定消 耗速度，以前技术的锡淤渣生成量(即锡淤渣生成速度y×时间t)是100， 与此相对照，本实施方案下降到79.5。
其次，参照图3A～3D就本发明的电镀锡方法的第2实施方案进行 如下的说明。此外，在以下的说明中，以与上述第1实施方案的不同点 为中心进行说明，关于其它方面，设定其与上述第1实施方案同样，在 此省略说明。
图3A～3D表示了本实施方案的电镀锡方法中的各控制要素随时 间的变化，图3A表示了锡离子预定消耗速度随时间的变化，图3B表 示了锡离子生成速度随时间的变化，图3C表示了锡离子浓度随时间 的变化，图3D表示了锡淤渣生成速度随时间的变化。
正如这些图所表示的那样，通过反复下述(1)～(5)的步骤， 决定将哪个期间的锡离子预定消耗速度平均化，以确定锡离子生成速 度(随时间变化)。
(1)使用控制锡离子生成量的上述控制装置，从上述过程控制计 算机接受板通过进度，计算锡离子预定消耗速度，从而制作出图3A。
(2)将连续2个期间的锡离子生成速度平均化，计算出锡离子浓 度随时间的变化。
(3)根据现场的锡离子浓度、锡离子预定消耗速度随时间的变化、 锡离子生成速度随时间的变化，计算出锡离子浓度随时间的变化。
(4)反复上述(2)和上述(3)的步骤，直到平均化期间的锡离 子浓度超过控制目标上限或控制目标下限为止。
(5)在上述(4)的步骤中，将各期间(在图3A所示的期间α、 β)的锡离子浓度没有超过控制目标上限及控制目标下限的情况下的 锡离子生成速度随时间的变化，设定为锡离子生成速度随时间的变化 计划值(图3B)。
根据上述步骤，锡离子浓度不会超过控制目标上限及控制目标下 限，可以平均化锡离子生成速度，能够抑制锡淤渣生成速度。这通过 比较图3D和图7D就一目了然。例如，即使是同样的锡离子预定消耗速 度，以前的锡淤渣生成量(即锡淤渣生成速度y×时间t)是100，与此 相对照，本实施方案下降到80。
在时间方向(时间轴上)的某区间(某期间)的当中，当锡离子 预定生成量和锡离子实际生成量之间发生差异时，根据下述(1)～(3) 的步骤，使用控制锡离子生成量的上述控制装置，计算上述差异并进 行修正。
(1)在时间方向的各区间(各期间)内的每1个周期处理完毕时， 计算锡离子预定生成量(＝锡离子生成速度×预定时间)和锡离子实 际生成量(＝锡离子生成速度×实际时间)的差异。
(2)在锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间有差异的情况 下，将该差异用本区间内的剩余时间相除，将其设定为锡离子生成修 正量。
(3)在当初预定的平均化锡离子生成量上，增加上述锡离子生成 修正量，将其设定为修正后的平均化锡离子生成量。
图4A～4D表示了时间方向的某区间(期间)的当中、在锡离子预 定生成量和锡离子实际生成量之间产生差异的情况，表示在某区间(期 间)内、第1个周期的处理时间受到生产线速度降低或生产线停止等因 素的影响而成为2倍的例子。即，图4A表示了锡离子消耗速度随时间的 变化，图4B表示了锡离子生成速度随时间的变化，图4C表示了锡离子 消耗速度随时间的变化，图4D表示了锡离子生成速度随时间的变化。
比较图4B和图4D可知：区间内的1个周期处理完成时的锡离子 实际生成量比预定量增多。
图5A～5C与图4A～4D的情况同样，表示了时间方向的某区间(期 间)的当中、在锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间发生差异 时、只在下一个周期处理而修正的情况的比较例。即，表示只在下一 个周期处理时，修正了在表示某区间内的1个周期处理完成时的锡离子 预定生成量的图4C和表示锡离子实际生成量的图4D之间产生的差异 的情况。另外，图5A表示了锡离子生成速度随时间的变化，图5B表示 了锡离子浓度随时间的变化，图5C表示了锡淤渣生成速度随时间的变 化。
在时间方向的某区间(期间)的当中，作为在锡离子预定生成量 和锡离子实际生成量之间产生了差异的情况的对策，当只在下一个周 期处理时进行修正的情况下，则如图5C所示，可知淤渣发生量较多。
图6A～6C表示了本发明第3实施方案的各控制要素随时间的变 化，是在表示某区间内的1个周期处理完成时的锡离子预定生成量的图 4C和表示锡离子实际生成量的图4D之间产生了差异时，表示了用该区 间内的剩余时间均等地修正该差异的情况。具体地说，图6A表示锡离 子生成速度随时间的变化，图6B表示锡离子浓度随时间的变化，图6D 表示锡淤渣生成速度随时间的变化。
如本实施方案那样，在用区间内的剩余的时间均等地修正的情况 下，比较图5C和图6C可知，只在下一个周期处理时修正的比较例的 情况的锡淤渣生成量(锡淤渣生成速度×时间)为27，与此相对照， 而以区间内剩余的时间均等地修正的本实施方案的情况，锡淤渣生成 量(锡淤渣生成速度×时间)下降到22.5。
如上述那样，根据本实施方案，在随时间变化的每个区间的当中， 当锡离子预定生成量和锡离子实际生成量之间产生了差异时，通过用 区间内的剩余的时间均等地修正锡离子生成量，可以减少锡淤渣。
如上所述，根据本实施方案，在锡离子浓度控制在控制目标上限 及控制目标下限内的范围，由于可以使锡离子生成速度接近消耗锡离 子的时间内的平均预定消耗速度，因而可以减少锡淤渣。通过减少该 锡淤渣，可以降低锡的单位消耗。另外，由于能够减少锡淤渣在电镀 锡装置上的附着，所以也可以减少维护的麻烦。另外，也可以减轻如 下的担心，即锡淤渣被排出到电镀槽(例如电镀槽5)内，附着在电镀 板(例如带10)的表面而损害美丽的外观。
根据本发明的电镀锡方法，在锡离子浓度控制在控制目标上限及 控制目标下限内的范围，由于可以使锡离子生成速度接近消耗锡离子 的时间内的平均预定消耗速度，因而可以减少锡淤渣。通过减少该锡 淤渣，可以降低锡的单位消耗。另外，由于可以减少锡淤渣在电镀锡 装置上的附着，因而也可以减少维护的麻烦。另外，能够发挥出可以 减轻如下的担心等极为优良的效果，这种担心即锡淤渣被排出到电镀 槽内，附着在电镀板的表面而损害美丽的外观。
本申请将2004年8月5日申请的特愿2004-228957号和2005 年1月17日申请的特愿2005-009569号作为基础申请，并吸收了它 们的内容。
专利文献1：特开平3-180493号公报
专利文献2：特开平4-131399号公报
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