(57)【要約】【課題】効率よい表面処理浴管理方法を提供する。【解決手段】処理液中に被処理物を浸漬する方法又は処理液を被処理物表面にスプレーする方法によって表面処理を施す表面処理における浴管理方法であって、処理後の被処理物表面の光沢を測定する工程（１）、工程（１）によって得られた光沢に基づいて浴組成を算出する工程（２）、及び、工程（２）によって得られた浴組成の値に基づいて処理浴中に含まれる有効成分の濃度を調製する工程（３）を有することを特徴とする表面処理浴管理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液中に被処理物を浸漬する方法又は処理液を被処理物表面にスプレーする方法によって表面処理を施す表面処理における浴管理方法であって、
処理後の被処理物表面の光沢を測定する工程（１）、
工程（１）によって得られた光沢に基づいて浴組成を算出する工程（２）、
及び、工程（２）によって得られた浴組成の値に基づいて処理浴中に含まれる有効成分の濃度を調製する工程（３）
を有することを特徴とする表面処理浴管理方法。
【請求項２】
表面処理が電解メッキ又は無電解メッキである請求項１記載の表面処理浴管理方法。
【請求項３】
表面処理が金属表面エッチングである請求項１記載の表面処理浴管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理浴管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状の処理浴中に被処理物を浸漬して、被処理物表面を化学的に処理することは、電解メッキ、無電解メッキ、塗装、表面エッチング、金属表面のリン酸塩処理等の多くの分野において行われている。このような処理を安定的に行うためには、浴管理を充分に行うことが必要となる。
【０００３】
これらの処理において表面処理は化学的反応によって行われるものであることから、電解メッキや無電解メッキ等の処理においては、処理を行うことによって浴中の有効成分の濃度が低下する。また、表面エッチング等においては、有効成分の濃度が低下するとともに、被処理物表面から溶出した成分の濃度が増加する。
【０００４】
このように、処理浴中の有効成分の濃度が低下すると、これによって処理浴の処理効率が低下し、充分な処理が行われなくなる。このため、必要に応じて、定期的に処理浴成分を浴に添加して効率的な処理が行われるようにする必要がある。
【０００５】
このような浴管理に際しては、浴中の成分を分光光度計によって測定する方法等が考えられるが、分光光度計によって測定するには一定の時間が必要であることから、浴の濃度変化に短時間で対応することが困難になってしまう、という問題がある。特許文献１には、特定のダイアモンド電極を使用することによってめっき浴中に含まれるニッケル濃度を求める方法が記載されている。しかし、ダイアモンド電極を使用することから、高コストになるという問題がある。
【０００６】
特許文献２においては、溶融亜鉛メッキ鋼板の黒変性を評価するために、光沢の測定が行われている。しかし、当該方法においては、処理後の鋼板の性能を評価するために光沢を測定しているものであり、光沢によって浴管理を行うものではない。
【０００７】
特許文献３においては、半導体ウェーハの裏面粗さを光沢によって測定する方法が記載されている。しかし当該方法においても、処理後の半導体ウェーハの評価を行うために光沢を測定しているものであり、光沢によって浴管理を行うことについては記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９０８３５号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３３９０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記に鑑み、効率よい表面処理浴管理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、処理液中に被処理物を浸漬する方法又は処理液を被処理物表面にスプレーする方法によって表面処理を施す表面処理における浴管理方法であって、処理後の被処理物表面の光沢を測定する工程（１）、工程（１）によって得られた光沢に基づいて浴組成を算出する工程（２）、及び、工程（２）によって得られた浴組成の値に基づいて処理浴中に含まれる有効成分の濃度を調製する工程（３）を有することを特徴とする表面処理浴管理方法である。
【００１１】
上記表面処理は、電解メッキ又は無電解メッキであることが好ましい。
上記表面処理は、金属表面エッチングであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の表面処理浴管理方法は、簡便な方法によって表面処理浴を管理することができるものであることから、処理浴を好適に管理することによって、均一な表面処理を施すことができる。また、メッキ処理の場合は、メッキ層の品質においても均一で良好な性質を有するメッキ処理を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の表面処理浴管理方法は、処理後の被処理物の表面光沢を測定し、このような表面光沢と処理浴中の有効成分濃度とを関連付けたデータに基づいて浴中の有効成分の濃度を算出し、算出された浴中の有効成分の濃度に基づいて、必要な濃度を確保するために有効成分を追加することによって、表面処理浴の管理を行うものである。
【００１４】
光沢の測定は極めて簡便で、市販の測定機によって短時間で行うことができる。更に、連続的に測定することも容易である。また、光沢の測定によって被処理物がどの程度処理されたかが明らかとなる。これによって、処理浴の処理能力（すなわち、浴中の有効成分濃度）との関連性を事前に明らかにしておくことにより、光沢の値に基づく浴管理を行うことができる。
【００１５】
このような表面処理浴管理方法は、処理液中に被処理物を浸漬する方法又は処理液を被処理物表面にスプレーする方法によって表面処理を施す表面処理において、使用することができるものである。このような表面処理方法としては、電解メッキ、無電解メッキ、塗装、表面エッチング、金属表面のリン酸塩処理等を挙げることができる。なかでも、処理後表面において最表面に金属が存在するものであることが好ましい。すなわち、金属は高光沢であり、表面処理の進行による光沢の変化も大きいため、本発明の適用に特に適している。
このような表面処理においては、被処理基材は金属であっても、樹脂等の金属以外の素材であってもよい。
【００１６】
上述した浸漬処理やスプレー処理においては、被処理物表面と接触させることによって処理を行うものである。このような被処理物表面との接触の際に、処理液中の有効成分の一部が消費されて、処理液の濃度が変化してしまう。このため、適宜、有効成分を追加することによって浴中の処理液の濃度を維持することが必要となる。本発明においては、このような処理液の濃度を維持するために使用することができる方法である。
【００１７】
なお、上記スプレー処理の場合、通常はスプレー吹付けを行った際に被処理物表面に残存せず流れ落ちた処理液は、回収・再利用されるものである。よって、スプレー処理においてもこのような表面処理浴管理方法を有効に使用することができる。
【００１８】
本発明の表面処理浴管理方法は、処理後の被処理物表面の光沢を測定する工程（１）、工程（１）によって得られた光沢に基づいて浴組成を算出する工程（２）、及び、工程（２）によって得られた浴組成の値に基づいて処理浴中に含まれる有効成分の濃度を調製する工程（３）からなるものである。
【００１９】
上記工程（１）は、処理後の被処理物表面の光沢を測定する工程である。すなわち、処理を完了した基材の表面の光沢を測定することで、被処理物の処理状況を確認するものである。
【００２０】
本発明の表面処理浴管理方法においては、表面処理を終えた被処理物の光沢を測定する工程を有するものである。このような光沢の測定方法は特に限定されるものではないが、例えば、測定対象面積が３００〜４００ｍｍ２であるような、小面積での測定方法であることが好ましい。モニターは、位置的に同一の場所で行えることが好ましいこと、金メッキは高価であることから測定用サンプルを得る場合は、その面積ができるだけ小さいことが好ましい、等の理由によるものである。
好ましい光沢測定装置としては、堀場製作所社製IG-410等を挙げることができる。上記ＩＧ−４１０は、光源として近赤外ＬＥＤを使用し、測定角として反射角６０°で測定するものである。このような測定条件によって測定することで、金属光沢の変化をより良好に感知することができる。
【００２１】
上記光沢の測定は、被処理物自体の表面光沢を測定するものであってもよいし、被処理物以外に光沢測定用の被処理物を表面処理して、その光沢を測定するものであってもよい。すなわち、被処理物が凹凸を有するものであったり、表面処理面積が小さいものであったりする場合は、正確に光沢を測定することが困難となる場合がある。よって、このような場合は、測定が容易な測定用の被処理物に対して、表面処理を行い、この表面処理サンプルについて光沢を測定するものとしてもよい。
【００２２】
このような方法で光沢を測定し、その光沢から浴中の有効成分濃度（例えば金メッキであれば金イオン濃度）を算出することができる。このような算出としては、例えば、浴中の金イオン濃度を測定しつつ電解メッキを行い、得られた被処理物の光沢を測定することで、浴中の有効成分濃度と被処理物の光沢との関係を示す換算式を得る。このようにして得られた換算式に基づいて、光沢から浴中の有効成分濃度を得ることができる。
【００２３】
なお、光沢の変化の状態は、行う表面処理の内容によって異なるものである。例えば、銅基材上への金メッキ処理の場合、以下の実施例の結果からも明らかなように、めっきの厚みが薄い場合は、金イオン濃度が低下した場合には光沢が低下するが、メッキ層厚みが厚い場合は金イオン濃度が低下すれば光沢が高くなる。このような関係は実際に測定を行わなければ明らかとならないものであることから、実際の浴管理を行う前に光沢と金イオン濃度との関係を明らかなものとしておくことが好ましい。
【００２４】
このようにして光沢を測定することで浴中の有効成分濃度をモニターすることができる。このようにして得られた有効成分濃度に基づいて、浴中の濃度が低下すれば、有効成分を追加することによって、簡便に浴中の有効成分濃度を一定に維持することができる。これによって、安定した処理を行うことができる。
【００２５】
上記工程（２）は、工程（１）によって得られた光沢に基づいて浴組成を算出する工程である。すなわち、上記工程（１）によって得られたこのような表面処理の進行度は処理浴の有効成分濃度と関連付けることができるものであるから、光沢を測定することで処理浴の有効成分濃度を知ることができる。
【００２６】
更に行う工程（３）は、工程（２）によって得られた浴組成の値に基づいて処理浴中に含まれる有効成分の濃度を調製する工程である。すなわち、上記工程（２）によって得られた浴組成において、最適な浴組成と対比して、その差異に基づいて不足している有効成分を追加することによって、最適な浴組成を得るものである。このような工程（３）における浴組成の調整は、各処理組成に応じて必要成分の追加、不要成分の除去等を行うことによって行うことができる。
【００２７】
以下、その具体的な態様として、電解メッキ、金属表面エッチング等の表面処理浴管理浴について詳細に説明するが、本発明はこれらの表面処理浴管理方法に限定されるものではない。
第１の態様として、電解メッキの場合について詳述する。電解メッキにおいては、通常金属からなる被処理基材表面に、金属皮膜が電気化学的反応によって形成されるものである。このような金属皮膜の形成により、基材表面の光沢が変化する。すなわち、処理前は基材が有する光沢に基づく光沢を有するものであるが、皮膜が形成されるにつれ、形成した皮膜を構成する金属種に基づく光沢を有するものに変化する。この変化にしたがって光沢が変化するから、光沢は表面に形成された皮膜量やその品質と一定の関係を有するものであることが明らかである。
【００２８】
一方で、皮膜量やその品質は、メッキ浴の有効成分濃度と密接な関係を有するものである。したがって、光沢は塗膜量と一定の関係を有するものとなるから、電解メッキ処理後の被処理物の光沢を測定することによって、メッキ浴の有効成分濃度（金メッキであれば、金イオン濃度）を知ることができる。このようにして推測された有効成分濃度に基づいて、溶液中の金属濃度が低下してきた場合には、これを素早く察知することができ、金属成分を追加することで、簡便に金属濃度を適正な値にすることができる。
【００２９】
このような方法で電解メッキの処理浴の濃度を管理することで、低コストの簡便な手法により容易にメッキ浴の濃度を管理することができる。また、光沢の測定は短時間で行うことができるものであることから、短い間隔で何度も光沢を測定することで、浴の金属濃度を精密に管理することができ、これによって、被処理物の皮膜量及び皮膜品質のばらつきを抑えることができ、高度な品質管理を行い、均一な皮膜量及び皮膜品質を得ることができる点で好ましいものである。
【００３０】
上記電解メッキとしては、特に限定されるものではないが、例えば、金メッキ等を挙げることができる。金メッキとしては特に限定されず、シアン化金カリウム溶液を使用した電解メッキ等を挙げることができる。また、金メッキには、硬質金メッキ、軟質金メッキ等の種類が存在するが、これらのいずれを使用するものであってもよい。
【００３１】
上記金属表面エッチングは、乳酸等の酸溶液、過酸化水素等の酸化物溶液、これらの混合溶液等を使用した金属表面のエッチング等を挙げることができる。エッチングは、金属表面に凹凸を形成してその後のメッキ処理等の処理性能を向上させる等の目的で行われるものである。この場合、エッチングの進行とともに表面の光沢が低下することから、光沢が低下しにくくなったばあいは、浴中の有効成分である酸の量が低下していることになる。これによって、上述した各種エッチング溶液を追加することで効率よく安定してエッチングを行うことができるものである。
このようなエッチングとしては、銅基材のエッチング等を挙げることができる。
【００３２】
金属表面エッチングの場合は、酸や酸化剤等の有効成分が低減した場合の補充のための予測に使用することができる。すなわち、光沢の変化に応じてこれらの有効成分を適宜添加してもよい。また、溶出した金属が液中に存在する場合は、光沢に基づいて溶出した金属量の予測を行い、浴の廃棄・交換の時期を確認したり、浴からの金属イオンの除去を行ったりすることもできる。
【実施例】
【００３３】
以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り重量基準である。
【００３５】
（実施例１）
電解メッキ処理液として日本エレクトロプレイティングエンジニヤーズ株式会社製テンペレックス：純水＝１：１（体積比）の割合で調製したメッキ浴に、シアン化金カリウム（田中貴金属工業株式会社製）を３．１２ｇ／Ｌ（金イオン換算）の濃度となるように溶解とした溶液を使用した。基材としては銅板を用い、０．１Ａ／ｄｍ２の電流密度で電解金メッキを行った。なお、処理に際しては電子部品用の金メッキを行いながら、定期的に５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの光沢測定用の銅板への金メッキを行った。
【００３６】
目標膜厚は０．１４μｍとして行った。更に、メッキ後の被処理物について、ＩＧ−４１０による表面光沢の測定を行った。以下の工程における金イオンの補充に際しては、田中貴金属工業株式会社製のシアン化金カリウムの粉末を使用した。
処理開始時から１時間経過後に、改めて再度ＩＧ−４１０による光沢の測定を行った。またそのときの浴中の有効成分濃度、サンプルのＡｕ層厚みも測定した。
その後、シアン化金カリウムを追加し、更に１時間経過した後に、同様にＩＧ-４１０による光沢の測定、浴中の有効成分濃度、サンプルのＡｕ層厚みの測定を行った。
その後も定期的に、光沢の測定、金濃度の測定、シアン化金カリウムの添加を定期的に行いながら、８時間、金メッキ処理を行った。
これらの結果を表１に示す。
【００３７】
なお、ＩＧ−４１０による測定は、３×６ｍｍの楕円形状の測定部位について行い、縦方向横方向それぞれについて３回ずつ測定しこれらの平均値とした。
【００３８】
【表１】
2014043636.tif 000002
【００３９】
上記表１の結果から、溶液中の金イオン濃度と光沢には相関関係があり、更に、光沢が高い場合には金濃度が低下する傾向があることが明らかである。よって、光沢が高くなったタイミングで金イオンを追加することで、均一な表面処理を行うことができる。また、このような方法によってメッキ処理を行うと、メッキ層の厚み及び皮膜品質を均一に保つことができるものである。
【００４０】
（実施例２）
電解メッキ処理液として日本エレクトロプレイティングエンジニヤーズ株式会社製テンペレックス：純水＝１：１（体積比）の割合で調製したメッキ浴に、シアン化金カリウム（田中貴金属工業株式会社製）を３．００ｇ／Ｌ（金イオン換算）の濃度となるように添加した。基材としては銅板を用い、０．１Ａ／ｄｍ２の電流密度で電解金メッキを行った。なお、処理に際しては電子部品用の金メッキを行いながら、定期的に５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの光沢測定用の銅板への金メッキを行った。
【００４１】
目標膜厚は０．０５μｍとして行った。更に、メッキ後の被処理物について、ＩＧ−４１０による表面光沢の測定を行った。以下の工程における金イオンの補充に際しては、田中貴金属工業株式会社製のシアン化金カリウムの水溶液を使用した。
処理開始時から１時間経過後に、改めて再度ＩＧ−４１０による光沢の測定を行った。またそのときの浴中の有効成分濃度、サンプルのＡｕ層厚みも測定した。
その後、シアン化金カリウムを追加し、更に１時間経過した後に、同様にＩＧ-４１０による光沢の測定、浴中の有効成分濃度、サンプルのＡｕ層厚みの測定を行った。
これらの結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
2014043636.tif 000003
【００４３】
上記表２の結果から、溶液中の金イオン濃度と光沢には相関関係があり、更に、光沢が低くなると、金イオン濃度が低下する傾向があることが明らかである。よって、光沢が低くなったタイミングで金イオンを追加することで、均一な表面処理を行うことができる。また、このような方法によってメッキ処理を行うと、メッキ層の厚みを均一に保つことができるものである。
【００４４】
以上の結果から、被処理物の光沢を測定し、その値に基づいて処理浴の濃度を調整することにより、良好な電解メッキ処理を行うことができることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の表面処理浴管理方法は、電解メッキ、無電解メッキ、塗装、表面エッチング、金属表面のリン酸塩処理等の処理における処理浴の浴管理に使用することができる。