(57)【要約】電解再生処理装置において、金属イオンを含有するエッチング処理液を、電極が設けられた再生槽内で再生する際に、発生する不溶性のスラッジを可及的に少なくでき、スラッジ除去槽等のスラッジ除去手段を特別に併設する必要がないようにする。このため、再生槽１２内が、その供給側から供給された前記エッチング処理液が流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口側方向に順次流れるように、複数個の区画（１２ａ〜１２ｈ）に区分されており、前記複数個の区画のうち、前記エッチング処理液が上向に流れる区画（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）内に電極１６，１６，１６が配設され、且つ区画（１２ａ〜１２ｈ）内のエッチング処理液の流れが淀む部分には、前記エッチング処理液を攪拌する攪拌手段が設けられていることを特徴とする。
2003066939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオンを含有するエッチング処理液を再生する電解再生処理装置において、
供給側から供給された前記エッチング処理液が流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口側方向に順次流れるように、内部が複数個の区画に区分された再生槽と、
前記複数個の区画のうち、前記エッチング処理液が上向きに流れる区画内に設けられた電極と、
前記区画内のエッチング液が淀む部分に設けられた、前記エッチング液を攪拌する攪拌手段と、
を具備してなることを特徴とする電解再生処理装置。
【請求項２】
前記電極は陽極と陰極とからなり、陽極の面積が陰極の面積より大であることを特徴とする請求項１に記載の電解再生処理装置。
【請求項３】
前記電極は、筒状の網体から成る陽極と、該網体内に挿入された棒状の陰極とで構成され、前記網体及び前記棒体が処理液の流動方向に沿って立設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解再生処理装置。
【請求項４】
前記攪拌手段は、エッチング処理液の流動方向が下向から上向に変更される部位の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解再生処理装置。
【請求項５】
前記攪拌手段は、前記再生槽内のエッチング処理液を噴出するノズルを具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解再生処理装置。
【請求項６】
前記再生槽からエッチング処理液を取り出し、エッチング処理液を再度該再生槽へ戻す循環経路が設けられ、該循環経路に前記ノズルが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電解再生処理装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は電解再生処理装置に関し、更に詳細には金属イオンを含有するエッチング処理液を、電極が設けられた再生槽内で再生する電解再生処理装置に関する。
背景技術
半導体装置等に用いる多層回路基板には、いわゆるビルドアップ基板が用いられることがある。
かかるビルドアップ基板の製造には、例えば、コア基板の両面側の各々に形成した所定厚さの樹脂層に、コア基板に形成された導体パターン等が底面に露出するヴィア穴を形成した後、ヴィア穴の内壁面を含む樹脂層の全表面に、めっき金属層を形成し、次いで、このめっき金属層にパターニングを施して導体パターン及びヴィアを形成する。更に、同様な操作を繰り返してコア基板の両面側に複数の導体パターンが積層された多層回路基板を得ることができる。
このビルドアップ基板の製造工程では、樹脂層の表面にめっき金属層を形成する際に、樹脂層とめっき金属層との密着性を良好にすべく、樹脂層の表面に微細な凹凸を形成する粗面化処理を施す。
かかる粗面化処理には、樹脂層をエッチングするエッチング液として、例えば過マンガン酸塩水溶液や６価クロム含有液等の金属イオンを含むエッチング液が用いられる。
この様な金属イオンを含むエッチング液は、樹脂層の表面に粗面化処理等を施すことにより、そのエッチング性能が低下するが、エッチング性能が低下したエッチング処理液に電解処理を施すことによって、そのエッチング性能を再生できる。
かかる電解処理装置としては、特開平１０−２４５４４３号公報に、図５に示す装置が提案されている。
図５に示す電解処理装置１００は、粗面化処理が施される樹脂製基板１０２がエッチング液中に浸漬されたエッチング処理槽１０４と配管１０６によって一体化された再生槽１０８が設けられており、この再生槽１０８には、整流器に電気的に接続された複数本の電極１１０，１１０・・が配設されている。
かかる再生槽１０８とエッチング処理槽１０４との間には、両槽を結ぶ循環配管１１２が設けられており、この循環配管１１２の途中に設けられ循環ポンプ１１４によって、エッチング処理槽１０４から再生槽１０８に流入したエッチング処理液は、電極１１０，１１０・・の電解処理によって再生されてエッチング処理槽１０４に戻る。
ところで、再生槽１０８内での電解処理の際には、エッチング処理液を再生する再生反応と共に、不溶性のスラッジを生成する副反応が惹起される。例えば、エッチング液として過マンガン酸塩水溶液を用いた場合、エッチング処理槽１０４内ではＭｎ７＋がＭｎ６＋に還元される際に、樹脂製基板１０２の表面粗化がなされる。このエッチング処理槽１０４で生成したＭｎ６＋を含有するエッチング処理液は、再生槽１０８に入り、電極１１０，１１０・・の電解処理によってＭｎ６＋がＭｎ７＋に酸化され、再度、エッチング処理槽１０４に戻る。かかる電極１１０，１１０・・による電解処理の際には、Ｍｎ６＋をＭｎ７＋に酸化し再生される。しかし、再生効率により、一部のＭｎ６＋は再生されずに二酸化マンガン（ＭｎＯ２）が生成される。
この様にして生成された二酸化マンガン（ＭｎＯ２）は、不溶性のスラッジ（以下、単にスラッジと称することがある）としてエッチング処理槽１０４及び再生槽１０８を循環して次第に蓄積され、配管等の目詰まりの原因となり易く、樹脂製基板１０２の表面粗化にも悪影響を与える。
このため、図５に示す電解処理装置１００では、エッチング処理液中のスラッジを沈殿除去するスラッジ除去槽２００を設けている。このスラッジ除去槽２００と再生槽１０８とは、循環ポンプ２０２が配設された循環配管２０４，２０６によって接続されているため、再生槽１０８内のスラッジは、エッチング処理液と共にスラッジ除去槽２００に送液され、スラッジが除去された処理液を再生槽１０８に戻すことができる。
図５に示す電解処理装置１００では、スラッジ除去槽２００の設置によってエッチング処理液中のスラッジを除去できるため、エッチング処理槽１０４及び再生槽１０８内にスラッジが蓄積することを防止できる。
しかしながら、スラッジ除去槽２００に沈殿蓄積されたスラッジは定期的に除去することが必要であるが、その除去作業は煩雑な作業であり、しかも沈殿蓄積されたスラッジ塊は硬く、スラッジの除去作業は困難である。
また、スラッジ除去槽２００を併設することは、電解処理装置１００を大型化することになる。
このため、スラッジ除去槽２００を不要化できる程度にスラッジの発生を可及的に少なくし得る再生槽１０８の提案が要請されている。
発明の開示
そこで、本発明の課題は、金属イオンを含有するエッチング処理液を、電極が設けられた再生槽内で再生する際に、発生する不溶性のスラッジを可及的に少なくでき、スラッジ除去槽等のスラッジ除去手段を特別に併設することを要しない電解再生処理装置を提供することにある。
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、再生槽に流入したエッチング処理液を交互に上向又は下向に流し、上向に流れるエッチング処理液と接触するように電極を配設すること、及びエッチング処理液が淀む部分に攪拌を施すことによって、再生槽で発生するスラッジ量を可及的に少なくできることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明によれば、金属イオンを含有するエッチング処理液を再生する電解再生処理装置において、供給側から供給された前記エッチング処理液が流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口側方向に順次流れるように、内部が複数個の区画に区分された再生槽と、前記複数個の区画のうち、前記エッチング処理液が上向に流れる区画内に設けられた電極と、前記区画内のエッチング液が淀む部分に設けられた、前記エッチング液を攪拌する攪拌手段と、を具備してなることを特徴とする電解再生処理装置が提供される。
かかる本発明において、電極として、陽極面積が陰極面積よりも大の電極を用いることが好ましく、特に、筒状の網体から成る陽極と、前記網体内に挿入された棒体から成る陰極とから構成される電極を、前記網体及び棒体が処理液の流動方向に沿って立設して用いることが好ましい。
また、攪拌手段を、エッチング処理液の流動方向が下向から上向に変更される部位の近傍に設けることによって、エッチング処理液の流動方向を変更する部分に不溶性のスラッジが蓄積することを防止できる。この攪拌手段としては、再生槽内のエッチング処理液を噴出するノズルを具備する攪拌手段が好適である。
再生槽からエッチング処理液を取り出し、エッチング処理液を再度該再生槽へ戻す循環経路を設け、該循環経路に前記ノズルを設けるのが好適である。
本発明に係る電解再生処理装置によれば、再生槽内で発生する不溶性のスラッジ量を、従来の装置に比較して大幅に減少できる。
しかも、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）等の不溶性のスラッジが生成される電極が、上向に流れるエッチング処理液と接触するように配設されていると共に、エッチング処理液が淀む部分には攪拌手段が設けられ、電極で生成された不溶性のスラッジが再生槽内で実質的に蓄積しないため、循還配管の途中に設けられたフィルター等の簡易のスラッジ除去手段により容易に除去できる。
その結果、本発明に係る電解再生処理装置には、スラッジ除去槽等のスラッジ除去手段を特別に併設することを要しないため、電解再生処理装置の小型化を図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係る電解再生処理装置の一例を図１に示す。図１に示す電解再生処理装置１０を構成する再生槽１２は、過マンガン酸塩水溶液等の金属イオンを含むエッチング液を用いて樹脂製基板の表面に粗面化処理等を施した、金属イオンを含有するエッチング処理液が供給される供給側から出口側方向に複数個の区画１２ａ〜１２ｈに区分されている。
かかる区画１２ａ〜１２ｈの各々は、二種類の仕切り板１４ａ，１４ｂによって仕切られており、仕切り板１４ａは、その上端がエッチング処理液の水面上に突出しているものの、その下端と再生槽１２の底面との間にエッチング処理液が通過する通路が形成されている。一方、仕切り板１４ｂは、その下端が再生槽１２の底面に密着しているものの、その上端を越えてエッチング処理液が次の区画に流出するように設けられている。
図１に示す再生槽１２では、再生槽１２の内壁面と仕切り板１４ａとで形成された区画１２ａに流入したエッチング処理液は、仕切り板１４ａの下端と再生槽１２の底面との間に形成された間隙から区画１２ｂに流入するため、区画１２ａでは、エッチング処理液の流動方向は下向となる。
また、区画１２ｂは、仕切り板１４ａと仕切り板１４ｂとで形成されているため、仕切り板１４ａの下端側の間隙から区画１２ｂに流入したエッチング処理液は、仕切り板１４ｂの上端を越え、仕切り板１４ｂと仕切り板１４ａとで形成された区画１２ｃに流入するため、区画１２ｂでのエッチング処理液の流動方向は上向となる。
この様に、区画１２ａ〜１２ｈは、区画１２ａに流入したエッチング処理液は、その流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口方向（区画１２ｈの方向）に、即ち、１２ａ→１２ｂ→１２ｃ→１２ｄ→１２ｅ→１２ｆ→１２ｇ→１２ｈの順序で順次流れるように、区画１２ａ〜１２ｈの各々が二種類の仕切り板１４ａ，１４ｂによって仕切られている。
図１に示す再生槽１２では、エッチング処理液の流動方向が上向となる区画１２ｂ，１２ｄ，１２ｆの各区画に電極１６が配設されている。かかる電極１６は、図３に示す様に、筒状の網体１６ａから成る陽極と、網体１６ａ内に挿入された棒体１６ｂから成る陰極とから構成される電極である。棒体１６ｂは例えばポリテトラフルオロエチレン製のチューブで導体表面の一部を被覆したものである。また、筒状の網体１６には金属製のラス又はメッシュから成る。このため、電極１６は、網体１６ａから成る陽極が、棒体１６ｂから成る陰極よりも大面積に形成されている。かかる図３に示す電極１６は、区画１２ｂ，１２ｄ，１２ｆの各区画に、網体１６ａ及び棒体１６ｂが上向のエッチング処理液の流動方向に沿って立設されている。陽極と陰極の面積比や電流値はエッチング処理液の処理量をいかに設定するかで異なるが、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を処理するには、後述のように、陽極陰極面積比を２０：１程度に設定するのが適当である。
また、区画１２ｂ，１２ｄ，１２ｆの各区画に設けられる電極１６は、図２に示す様に、複数個の電極１６，１６，１６を設けてもよい。
図１に示す再生槽１２では、区画１２ａに流入したエッチング処理液は、その流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口方向（区画１２ｈの方向）に、各区画を順次流れる。
かかるエッチング処理液の流動方向が、上向から下向或いは下向から上向に変更される際に、エッチング処理液の流速が極めて遅くなる淀み部分が発生する。かかる淀み部分には、エッチング処理液に含有されているスラッジが沈殿し易くなる。
この点、図１に示す再生槽１２では、エッチング処理液の流動方向が、上向から下向或いは下向から上向に変更される近傍に、エッチング処理液を攪拌する攪拌手段を設けている。この攪拌手段では、再生槽１２の底面に沿って配管２０を配設し、エッチング処理液の流動方向が変更される近傍に位置する配管２０の部分に、図４に示す様に、配管２０の再生槽１２の底面側に形成したノズル穴２０ａ，２０ａから、区画１２ｈに流入した再生された再生エッチング液をポンプ１８で昇圧して噴出して再生中のエッチング処理液を攪拌する。
このノズル穴２０ａ，２０ａからは、再生槽１２の底面側に向けて再生エッチング液が噴出され、スラッジが再生槽１２の底面に沈殿蓄積することも防止できる。
かかるノズル穴２０ａ，２０ａが形成された配管２０は、図２に示す様に、各区画と、次にエッチング処理液が流入する区画と間の仕切り板１４ａ，１４ｂに沿って略平行に、かつ再生槽１２の底面の近傍に配設されている。配管２０をこのように配置するのは、この仕切り板１４ａ，１４ｂの近傍でかつ再生槽１２の底面の近傍位置でエッチング処理液の流動方向が下向から上向に変更され、その付近でスラッジの沈殿蓄積を起しやすいからである。
尚、配管２０のノズル穴２０ａ，２０ａから噴出する噴出液は、再生中のエッチング処理液を攪拌し、スラッジが再生槽１２の底面に沈殿蓄積することを防止するものであるため、図１に点線で示す様に、再生槽１２の区画１２ｈ以外の区画に溜められているエッチング処理液を、配管２０のノズル穴２０ａ，２０ａから噴出してもよい。
この様な図１に示す電解再生処理装置１０は、樹脂製基板の表面に粗面化処理等のエッチングを施す処理装置３０に併設されている。この処理装置３０には、樹脂製基板の表面に粗面化処理等のエッチングを施す過マンガン酸塩水溶液等の金属イオンを含むエッチング液が貯留された処理槽３２が設けられており、処理槽３２の外周には、処理槽３２をオーバーフローして流出するエッチング液を受けるオーバーフロー槽３４が設けられている。オーバーフロー槽３４には、電解再生処理装置１０の区画１２ｈから再生された再生エッチング液が配管３６を経由して戻される。
オーバーフロー槽３４に流入したエッチング液及び再生エッチング液は、配管３８、ポンプ４０及びフィルター４２を経由して処理槽３２に戻される。このフィルター４２は、オーバーフロー槽３４に流入したエッチング液及び再生エッチング液中の樹脂粉を分離するためのものである。
また、処理槽３２には、貯留しているエッチング液の一部をエッチング処理液として、電解再生処理装置１０の再生槽１２に送液する配管４４が設けられており、配管４４には送液ポンプ４６及びフィルター４８が設けられている。フィルター４８は、再生槽１２に送液するエッチング処理液中の樹脂粉を分離するためのものである。フィルター４８で除去されるスラッジは、主として処理槽３２での樹脂製基板の表面に粗面化処理等のエッチングによって発生した樹脂粉である。
図１に示す処理装置３０及び電解再生処理装置１０によれば、再生槽１２内での電解によるエッチング処理液の再生の際に、スラッジの発生が極めて少なく、図５に示す従来のエッチング処理槽１０４で発生するスラッジ量に比較して約１／１０程度に抑制できる。このため、図１に示す処理装置３０及び電解再生処理装置１０では、再生された再生エッチング液及びエッチング液中のスラッジを除去する手段として、オーバーフロー槽３４に流入したエッチング液及び再生エッチング液を処理槽３２に戻す配管３８の途中にフィルター４２を設ける程度で足り、図５に示すスラッジ除去槽２００等の特別の装置を再生槽１２に併設することを要しない。
したがって、図１に示す処理装置３０及び電解再生処理装置１０では、スラッジ除去作業としては、フィルター４２の交換程度で足りるため、スラッジ除去槽２００に沈殿蓄積されたスラッジ塊を除去する作業を省略でき、装置の小型化も図ることができる。
次に、表１及び表２、図６及び図７を参照して本発明の効果について説明する。これらの図表は、図１に示すような電解再生処理装置を使用して、金属イオンとして過マンガン酸塩水溶液を含むエッチング液を電解処理した場合の実験結果を示すものである。
2003066939.tif 000003
表１は、ノズル２０ａ，２０ｂの有無、攪拌量（装置を通過するエッチング液の流速）を変化させた場合の、電解時間（初期状態、２時間、４時間、６時間経過後）ごとの過マンガン酸の含有率の変化（上昇率）をならびにスラッジ量の変化を示したものである。いずれの条件でも、縦方向の仕切り板１４ａ，１４ｂは存在するが、条件１では、ノズル２０ａ，２０ｂ無しで、通過流速を６７リットル／分とした場合、条件２では同様にノズル２０ａ，２０ｂ無しであるが、通過流速を１５０リットル／分と上げた場合、条件３ではノズル２０ａ，２０ｂ有りで、通過流速を６７リットル／分とした場合、条件４では同様にノズル２０ａ，２０ｂ有りであるが、通過流速を１５０リットル／分と上げた場合である。図６は表１の結果を示したグラフである。
この実験結果からわかるように、再生電極の通過流速と停滞部分の攪拌により再生率、即ち過マンガン酸増加率が上昇するが、この場合において、再生電極の通過流速による攪拌のみでは、スラッジを十分に除去することができない。一方で、ノズル２０ａ，２０ｂにより攪拌することで、スラッジの量を著しく減少させることができる。
2003066939.tif 000004
表２は極比（陰極１６ｂと陽極１６ａの電極面積比率）及び陽極電流密度を変化させた場合の実験結果による再生効率を示し、図７はその結果を示すもので、電流密度に対する過マンガン酸再生率を示す。再生率のピークの値は、極比１：２０の場合と１：１０の場合とでは実質的な差はないが、実用的には使用電流の密度範囲を出来る限り広くとれるようにするために、極比を１：２０とするのが好ましい。
産業上の利用可能性
以上に説明したように、本発明に係る電解再生処理装置によれば、金属イオンを含有するエッチング処理液を電解再生する際に、不溶性のスラッジの発生を可及的に少なくできるため、スラッジの除去手段を簡便なものとすることができ、スラッジの除去作業を簡単化できると共に、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に係る電解再生処理装置の一例を説明する説明図である。
図２は図１に示す電解再生処理装置の平面図である。
図３は図１に示す電解再生処理装置で用いる電極の斜視図である。
図４は図１に示す電解再生処理装置で用いる攪拌手段として、再生槽内のエッチング処理液を噴出するノズル穴を説明する断面図である。
図５は従来の電解処理装置を説明するための説明図である。
図６は電解時間に対する過マンガン酸の増加率を示すグラフである。
図７は電流密度に対する過マンガン酸の再生率を示すグラフである。
【図１】
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【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】
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【国際調査報告】
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2003066939.tif 000013
2003066939.tif 000014