(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気めっき実験を管理する装置であって、
実験条件を入力する入力手段、
前記実験条件から実験結果の予測値を算出するための物性値データと計算式データとを予め記憶しておく予測値算出用データ記憶手段、
前記記憶手段から物性値データと計算式データとを読み出して前記実験条件から実験結果の予測値を算出する予測値算出手段、
実験データを取得する実験データ取得手段、
前記実験データを解析し実験時の各時点における実験データを算出する実験データ解析手段、
前記実験データを記録する実験データ記録手段、および
前記実験条件、前記予測値、前記実験データを出力する出力手段、からなることを特徴とする電気めっきの実験管理装置。
【請求項２】
電気めっき実験を管理するためにコンピュータを、
実験条件を入力する入力手段、
前記実験条件から実験結果の予測値を算出するための物性値データと計算式データとを予め記憶しておく予測値算出用データ記憶手段、
前記記憶手段から物性値データと計算式データとを読み出して前記実験条件から実験結果の予測値を算出する予測値算出手段、
実験データを取得する実験データ取得手段、
前記実験データを解析し実験時の各時点における実験データを算出する実験データ解析手段、
前記実験データを記録する実験データ記録手段、および
前記実験条件、前記予測値、前記実験データを出力する出力手段、として機能させるための電気めっきの実験管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気めっきの実験管理装置および実験管理プログラムに関し、特に、電気めっき実験を効率良く実施するための電気めっきの実験管理装置および実験管理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気めっき実験の実験条件を設定するためには、各種のパラメータを一々所定の計算式に代入して、電気めっき実験の実験結果である被めっき物のめっき膜厚とめっき重量の予測値を算出していた。各種のパラメータとしては、めっき液の種類、めっき液の温度・ｐＨ・濃度、被めっき物の材質・表面積・重量、電気めっきする際の電流方式・電流値・電流密度・通電時間・積算電流値・電流効率等がある。
また、従来は、電気めっき実験の実験データである電流値、電圧値、積算電流値、液温、ｐＨ値等は、整流器、積算電流計、温度計、ｐＨメータ等を利用してそれぞれ個別に管理していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、電気めっき実験の実験条件を設定するためには、各種のパラメータを一々所定の計算式に代入して実験結果の予測値を算出しなければならないため、大変手間がかかり面倒であった。そのため、電気めっき実験を効率良く実施する方法が求められていた。
また、従来は、電気めっき実験の実験データをそれぞれ個別に管理していたため、実験データを管理する効率が悪いという問題があった。特に、近年行われるようになったシリコンウエハ上のＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integrated Circuit）配線やマイクロマシンの作成等に用いられる精密な電気めっきでは、各種のパラメータの極めて小さな変化がめっき結果に対して多大な影響を与えるため、各パラメータを正確に設定する必要がある。そのため、各パラメータを設定する際の判断材料とするために、実験データを効率良く管理する必要性が高まっている。
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、電気めっき実験を効率良く実施することができ、かつ、実験データを効率良く管理することができる、電気めっきの実験管理装置および実験管理プログラムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、電気めっき実験を管理する装置であって、実験条件を入力する入力手段、実験条件から実験結果の予測値を算出するための物性値データと計算式データとを予め記憶しておく予測値算出用データ記憶手段、記憶手段から物性値データと計算式データとを読み出して実験条件から実験結果の予測値を算出する予測値算出手段、実験データを取得する実験データ取得手段、実験データを解析し実験時の各時点における実験データを算出する実験データ解析手段、実験データを記録する実験データ記録手段、および実験条件、予測値、実験データを出力する出力手段、からなることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の請求項２に係る発明は、電気めっきの実験管理プログラムであって、実験条件を入力する入力手段、実験条件から実験結果の予測値を算出するための物性値データと計算式データとを予め記憶しておく予測値算出用データ記憶手段、記憶手段から物性値データと計算式データとを読み出して実験条件から実験結果の予測値を算出する予測値算出手段、実験データを取得する実験データ取得手段、実験データを解析し実験時の各時点における実験データを算出する実験データ解析手段、実験データを記録する実験データ記録手段、および実験条件、予測値、実験データを出力する出力手段、として機能させることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の電気めっきの実験管理装置を用いて電気めっき実験を実施する際のハード構成を示すブロック図である。図２は、本発明の電気めっきの実験管理装置のシステム構成図であり、図３は、本発明の電気めっきの実験管理装置を用いて電気めっき実験を実施する際の手順を示すフローチャートである。図４〜図９は、画面に表示されるそれぞれの入力フォーム・出力フォームを示す図である。
【０００７】
まず、本発明の電気めっきの実験管理装置について、図１のブロック図および図２のシステム構成図を参照して説明する。
図１に示すように、電気めっきの実験管理装置１には、センサ３と整流器４がそれぞれ接続される。センサ３は、めっき槽２に設置され、めっき液の温度とｐＨ値を測定する。整流器４は、めっき液中に配置された陽極用金属板と陰極用金属板（共に図示せず）との間に電圧を印加させる直流電源である。なお、整流器４は、電気めっきの実験管理装置１によって制御される。
電気めっきの実験管理装置１は、コンピュータ本体１ａ、入力手段であるディスプレイ１ｂ、出力手段である入力装置１ｃから構成される。ディスプレイ１ｂは、コンピュータ本体１ａに接続され、ユーザが入出力データのモニターをするのに用いられる。入力装置１ｃは、キーボードとマウスからなり、コンピュータ本体１ａに接続され、コンピュータ本体１ａに実験に関する一般事項や実験条件を入力するのに用いられる。
【０００８】
コンピュータ本体１ａは、図２に示すように、中央演算処理装置１０１、プログラムメモリ１０２、データメモリ１０３から構成される。コンピュータ本体１ａには、図示しない入出力制御部を介して、センサ３、入力装置１ｃ、ディスプレイ１ｂがそれぞれ接続される。また、コンピュータ本体１ａには、図２では図示しないが、出力制御部を介して、整流器４が接続されている。
【０００９】
プログラムメモリ１０２には、予測値算出手段である予測値算出プログラム１０２ａ、実験データ取得手段である実験データ管理プログラム１０２ｂ、実験データ解析手段であるデータ解析プログラム１０２ｃがそれぞれ記憶されている。
予測値算出プログラム１０２ａは、入力装置１ｃから実験条件が入力されると、データメモリ１０３にアクセスして、データメモリ１０３から後述する物性値データファイル１０３ａと計算式データファイル１０３ｂを読み出して、実験結果であるめっき膜厚とめっき重量の予測値を算出する。また、予測値算出プログラム１０２ａは、めっき膜厚とめっき重量が入力されると、めっき膜厚とめっき重量の値から電流値、通電時間等の実験条件を逆算することができる。
実験データ管理プログラム１０２ｂは、入力装置１ｃから入力された実験条件と、センサ３から入力されためっき液の温度・ｐＨ値とから、実験データを取得する。取得された実験データは、後述する実験データファイル１０３ｃに記録される。
データ解析プログラム１０２ｃは、実験データ管理プログラム１０２ｂが取得した実験データを解析して、電気めっき実験時の各時点における実験データである、積算電流値、予測されるめっき膜厚、予測されるめっき重量等を算出する。
【００１０】
データメモリ１０３には、予測値算出用データ記憶手段である物性値データファイル１０３ａ、計算式データファイル１０３ｂと、実験データ記憶手段である実験データファイル１０３ｃがそれぞれ記憶されている。
物性値データファイル１０３ａには、めっき液に関する各種の物性値データと、被めっき物に関する各種の物性値データが格納されている。
計算式データファイル１０３ｂには、入力装置１ｃから入力された実験条件と、センサ３によって測定されためっき液の温度・ｐＨ値とから、めっき膜厚とめっき重量の予測値を算出するための計算式が記憶されている。
実験データファイル１０３ｃには、入力装置１ｃから入力された実験条件と、センサ３から入力されためっき液の温度・ｐＨ値が記録される。また、実験データファイル１０３ｃには、入力装置１ｃから入力された電気めっき実験に関する一般事項が記録される。
【００１１】
次に、本発明の電気めっきの実験管理装置を用いて電気めっき実験を実施する際の手順について、図３に示すフローチャートと、図５〜図９に示す入力フォーム・出力フォームを参照して説明する。
【００１２】
まず、ステップＳ１では、ユーザは、入力装置１ｃを操作して、コンピュータ本体１ａに実験に関する一般事項と実験条件を入力する。実験に関する一般事項と実験条件を入力する際は、ディスプレイ１ｂに表示された「設定入力フォーム」５から入力する（図４参照）。
なお、実験条件に不明な項目があるときは、入力時には空白にしておくと、実験終了時に実験結果から実験条件を逆算することができる。つまり、実験開始時に、ユーザが所望するめっき膜厚とめっき重量を入力しておけば、実験終了後に、予測値算出プログラム１０２ａによって、実験条件が自動的に算出される。
【００１３】
図４に示すように、実験に関する一般事項としては、画面の上部に表示される「実験の名称」５ａ、「日付」５ｂ、「保存ファイル名」５ｃ、「実験記入者」５ｄ、「めっき液の名称」５ｅがある。また、画面の下部の左側には「コメント欄」５ｆが表示され、「コメント欄」５ｆには、必要に応じて、実験に関するコメントを入力することができる。
【００１４】
実験条件としては、「めっき液の種類」５ｇ、「めっきする品物の条件」５ｈ、「めっき条件」５ｉがある。
「めっき液の種類」５ｇは、図５（ａ）に示すように、ダイアログボックスを開いて、ダイアログボックスに予め登録されている「めっき液の種類」から選択できるようになっている。また、図５（ｂ）に示すように、「新しいめっき液の設定」５ｊという入力用のダイアログボックスを開いて、めっき液の物性値を新しく設定することもできる。
「めっきする品物の条件」５ｈは、「名称」５ｋ、「材質」５ｌ、「表面積」５ｍ、「めっき前重量」５ｎの各項目がある。なお、「表面積」５ｍの単位は、「表面積」５ｍの右側に設けられたダイアログボックスから選択する。
「めっき条件」５ｉは、「設定温度」５ｏ、「最高電流値」５ｐ、「めっき時間」５ｑ、「変動電流方式設定」５ｒの各項目があり、画面の下部の右側には、「電流値」５ｓがグラフで表示される。また、タブをクリックすることによって、図５（ｃ）に示すように、「電流値」５ｓの代わりに「積算電流値」５ｔを表示することもできる。なお、「積算電流値」５ｔは、予測値算出プログラム１０２ａによって自動的に算出される。
【００１５】
続くステップＳ２では、めっき槽２に設置されたセンサ３によって測定されためっき液の液温とｐＨ値がコンピュータ本体１ａに入力される。入力されためっき液の液温とｐＨ値は、図４の「設定入力フォーム」５に、「液温」５ｕ、「ｐＨ値」５ｖとして表示される。
なお、めっき液の「液温」５ｕと「ｐＨ値」５ｖが、ユーザから入力された実験条件を満たしていない場合は、ディスプレイ１ｂでの画面表示や新たに設けたスピーカ等の音源からの警告音・音声によって、ユーザに通知するように構成することもできる。
【００１６】
ステップＳ３では、中央演算処理装置１０１が、予測値算出プログラム１０２ａからの指令を受けて、データメモリ１０３から物性値データ１０３ａと計算式データ１０３ｂを読み出して、ステップＳ１で入力された実験条件と、ステップＳ２で入力されためっき液の液温・ｐＨ値とから、めっき膜厚とめっき重量の予測値を算出する。
【００１７】
次のステップＳ４では、ステップＳ３で算出されためっき膜厚とめっき重量の予測値を、ディスプレイ１ｂに、図６に示す「実験予想フォーム」６として表示する。めっき膜厚とめっき重量の予測値は、「予想平均めっき膜厚」６ａ、「予想めっき重量」６ｂとしてグラフで表示される。なお、めっき膜厚とめっき重量の予測値の表示方法は、特に限定されるものではない。
【００１８】
そして、ステップＳ５では、ユーザは、図６の「実験予想フォーム」６に表示された「予想平均めっき膜厚」６ａ、「予想めっき重量」６ｂを見て、電気めっき実験を実際に実施するかどうかを判断する。ユーザが、実験を実施すると判断した際は、次のステップＳ６に進む。逆に、ユーザが、実験を実施しないと判断した際は、実験条件を入力し直すために、先のステップＳ１に戻る。
【００１９】
ステップＳ６では、ステップＳ１で入力された実験条件と、ステップＳ２で入力されためっき液の液温・ｐＨ値に基づいて、電気めっき実験を実施する。実験中のめっき液の液温・ｐＨ値は、センサ３によってリアルタイムで測定され、ディスプレイ１ｂに、図７に示す「実験フォーム」７として表示される。
図７の「実験フォーム」７では、「予想される現在のめっき膜厚」７ａがグラフで表示されているが、タブをクリックすることによって、「現在の電流値」７ｂ、「現在の電圧値」７ｃ、「現在の積算電流値」７ｄ、「現在の液温」７ｅ、「現在のｐＨ値」７ｆ、「予想される現在のめっき重量」７ｇをそれぞれ表示することができる。「予想される現在のめっき膜厚」７ａ、「現在の積算電流値」７ｄ、「予想される現在のめっき重量」７ｇは、予測値算出プログラム１０２ａによって自動的に算出される。
また、ユーザがマウスによって「実験フォーム」７に表示されたグラフの任意の時点を指定すると、電気めっき実験時の各時点での実験データを見ることができる。電気めっき実験時の各時点での実験データは、データ解析プログラム１０２ｃによって、自動的に算出される。
実験データは、実験データ管理プログラム１０２ｂによって随時取得され、データメモリ１０３の実験データファイル１０３ｃに記録される。
【００２０】
次のステップＳ７では、ユーザが図７の「実験フォーム」７を見て、電流値や電流時間等の実験条件を変更するかどうか判断する。実験条件を変更すると判断した際は、ステップＳ８に進む。また、実験条件を変更しないと判断した際は、次のステップＳ９に進む。
【００２１】
ステップＳ８では、電流値や電流時間等の実験条件を変更する。電流値や電流時間等の実験条件を変更する方法は、特に限定されるものではない。例えば、新たに実験条件を変更するための入力フォームを設け、その入力フォームから実験条件を変更してもよい。また、図７の「実験フォーム」７から、直接、実験条件を変更するようにしてもよい。実験条件が変更された後は、再び、実験は続けられる。
【００２２】
次のステップＳ９では、電気めっき実験の実験結果を、ディスプレイ１ｂに、図８に示す「実験結果解析フォーム」８として表示する。実験結果は、データ解析プログラム１０２ｃによって、自動的に算出される。
図８の「実験結果フォーム」８では、「めっき膜厚の変化」８ｂがグラフで表示されている。また、タブをクリックすることによって、「電流値の変化」８ｂ、「電圧値の変化」８ｃ、「積算電流値の変化」８ｄ、「液温の変化」８ｅ、「ｐＨ値の変化」８ｆ、「めっき重量の変化」８ｇをそれぞれ表示することができる。
【００２３】
そして、ステップＳ１０では、電気めっき実験の実験結果を保存する。実験結果は、図９に示す「実験結果数値フォーム」９という形式で、実験データファイル１０３ｃ保存される。保存された実験結果は、次回以降の電気めっき実験で、予測値算出プログラム１０２ａが実験結果を予測する際に利用される。
また、実験結果は、一般的なデータベースソフトや表計算ソフトで利用できるＣＳＶ（Comma Separated Value）形式の数値データとしても保存することができる。なお、実験結果を保存する形式は、特に限定されるものではない。
【００２４】
以上、本発明の電気めっきの実験管理装置および実験管理プログラムについて、一実施の形態例を説明したが、本発明は前記した実施の形態に限定されることなく、広く変形して実施可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電気めっき実験を実施する際に、実験結果であるめっき膜厚とめっき重量の予測値を容易に算出することができるので、電気めっき実験を効率良く実施することができる。また、実験データを一括して自動的に記録することができるので、実験データを効率良く管理することができる。
また、実験条件に不明な項目があるとき、実験結果から容易に逆算することができるので、電気めっき実験を実施する際や実験データを管理する際に、便利である。
また、電気めっき実験の実験経過と実験結果をモニタすることができるので、電気めっき実験を管理する際の人為的な負担が大幅に軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気めっきの実験管理装置を用いて電気めっき実験を実施する際のハード構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の電気めっきの実験管理装置のシステム構成図である。
【図３】本発明の電気めっきの実験管理装置を用いて電気めっき実験を実施する際の手順を示すフローチャートである。
【図４】設定入力フォームを示す図である。
【図５】設定入力フォームの細部を図である。
【図６】実験予想フォームを示す図である。
【図７】実験フォームを示す図である。
【図８】実験結果解析フォームを示す図である。
【図９】実験結果数値フォームを示す図である。
【符号の説明】
１ａ      コンピュータ本体
１０１    中央演算処理装置
１０２    プログラムメモリ
１０２ａ  予測値算出プログラム
１０２ｂ  実験データ管理プログラム
１０２ｃ  データ解析プログラム
１０３    データメモリ
１０３ａ  物性値データファイル
１０３ｂ  計算式データファイル
１０３ｃ  実験データファイル
【図１】
0003541371.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003541371.tif 000008
【図８】
0003541371.tif 000009
【図９】
0003541371.tif 000010