JP7051823B2 - 高信頼性、高スループットの複素電界生成のためのシステム、およびそれにより皮膜を生成するための方法 - Google Patents

Description

比較的高い速度またはスループットでの電気化学的製造方法により、加工品に多層ナノラミネート皮膜を堆積させることは、安定かつ高精度の電界生成器（例えば、波形生成器）を必要とする。加えて、堆積された皮膜の組成およびマイクロ構造（例えば、堆積された種および／またはマイクロ構造）を変化させることは、１組または複数組の電極に対して同時に供給される波形（例えば、電流および／または電圧波形）の正確な制御を必要とする。さらに、皮膜の個別の層の間および／または皮膜の層と加工品との間での、所望のガルバニック相互作用に基づき、電着は、波形の複雑な特徴を必要とする場合があり、および／または特性の特定の組み合わせを達成するために、処理ステップおよび／または処理フィードバックに基づき、波形のリアルタイムでの修正を必要とする場合がある。

従来の電気成膜システムは、典型的には、急な電圧または電流の遷移に基づく、電流パルスを使用し、これは、電着処理に適用可能な精度を制限する。いくつかの関連する電気めっきシステム、例えば、半導体産業または皮膜産業では、電気めっきシステムにおいて、電源は、一定範囲の波形が可能な、アナログ回路およびマイクロコントローラを含む場合がある。しかし、これらの電気めっきシステムにおける波形の範囲は、利用可能な波形の数と、生成可能な波形の種類との両方で、限定される。加えて、生成可能な波形の種類は、さらに、プレロードされた完全な長さの波形に限定され、および／または標準波形プロファイルパターンに限定される。すなわち、波形は、リアルタイムで修正することはできない。さらに、従来のシステムにおける電源およびコントローラは、典型的には、１対の電極（すなわち、陽極および陰極）に対してのみ、電圧または電流を制御する。

いくつかの従来のシステムは、フィールドプログラマブルゲートアレイを含むことにより、コントローラの柔軟性を提供する一方、既知の電源系において、コントローラは、特定の１つまたは複数のバルク電源に接続することを必要とする。すなわち、各コントローラは、例えば、特定のモデルまたは制限された範囲のモデルの電源、特定の製造業者の電源、および／または特定の出力範囲を有する電源と共に、用いられるように構成されている。これは、各電源のために、ユーザは、異なるソフトウェアを購入および学習する必要があることを意味する。さらに、既知のシステムは、程度が変化する不安定さを有しており、このことは、皮膜処理に悪影響を与えることがある。既知のシステムは、処理の不安定さを考慮するために、処理波形を調整および／または修正することができない。このため、改善された電力制御システムおよび方法の必要性がある。本開示は、この利点および関連する利点を提供する。

本技術の実施形態において、コントローラと電源とを含む電源システムは、波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー（ｓｌｅｗ）、波長、位相、速度、微分、および／または他の何らかの波形パラメータを、リアルタイムで変調または変更することにより、任意の所望の波形プロファイルを有する電着波形を動的に生成する（例えば、複合波形を生成する）。所望の波形プロファイルは、電着波形の電圧および／または電流プロファイルに適用することができる。電着波形は、次いで、電気化学槽内の電極の組に出力され、電着処理を行う。

実施形態において、本開示は、システムを提供し、システムは、電気化学処理槽と、加工品に対する、多層ナノラミネート皮膜の堆積に用いられるように構成された電極の組と、電極の組に接続されている、電着電源であって、電着電源は、複合波形信号を受信するように構成された入力接続を備え、電着電源は、複合波形信号を増幅して、所望の電着波形を生成するように構成され、所望の電着波形は、加工品に対して、多層ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層を堆積するように構成されている、電着電源と、プロセッサベースのコントローラであって、複合波形信号を生成するように構成された波形合成回路と、多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路であって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御するように構成されている、合成制御回路と、電着電源の入力に接続されており、複合波形信号を、入力に送信するように構成されたコントローラ出力回路と、を備えるプロセッサベースのコントローラと、を備える。

他の実施形態において、本開示は、電着処理用のコントローラを提供し、コントローラは、電着波形に対応する複合波形信号を、生成するように構成され、かつ、複合波形信号を、電着電源に送信するように構成されている、波形合成回路と、多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路であって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御するように構成されている、合成制御回路と、複合波形信号を、電着電源の入力に送信するように構成されたコントローラ出力回路と、を備える。

さらなる実施形態において、本開示は、加工品に皮膜を電着するための方法を提供し、方法は、電着処理に対応するレシピを選択するステップと、加工品形状、加工品表面積、電着電源、またはこれらの組み合わせに関する情報に基づき、レシピを調整することにより、専用のレシピを生成するステップと、調整されたレシピに基づく、所望の電着波形に対応する複合波形信号を生成するステップであって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、少なくともレシピに基づき、リアルタイムで変調するステップを含む、生成ステップと、複合波形信号を、電着電源に供給するステップと、電着波形を、電源により、複合波形信号に基づき生成するステップと、電着波形を、電着処理槽内の電極の組に送信し、これにより、加工品に対して被膜を堆積するステップと、を含む。

詳細な説明は、添付の図面を参照しながら説明される。図において、参照番号の左端の数字は、その参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図における同じ参照番号の使用は、類似または同一の構成要素または特徴を示す。
ネットワーク接続されたコントローラを介した、電気化学処理槽の制御を表す、電着システムの実施形態を示す図。 図１のシステムにおいて用いることができる、コントローラの実施形態を示す図。 図１のシステムにおいて用いることができる、コントローラの別の実施形態を示す図。 電源ドライバファイルを生成する、電着電源を調整する方法を示す図。 加工品表面に対して、電着処理を行うシステムを動作させるステップの、高レベルの概要を示す図。 加工品表面に対して、電着処理を行うシステムを動作させるステップの、高レベルの概要を示す図。 加工品表面に対して、電着処理を行うシステムを動作させるステップの、高レベルの概要を示す図。 ２つの１次波形の特性を用いた、２次波形の生成を示す図。 図１のシステムにより生成することができる、複合波形の実施形態を示す図。

本明細書において、加工品に対する皮膜（例えば、ラミネート皮膜）の電着のためのシステムおよび装置を説明する。実施形態において、このようなシステムは、１つまたは複数のナノラミネートまたはマイクロラミネートされた金属または合金皮膜を、加工品の全体または一部、例えば、加工品の表面に電着するために用いられる。加工品は、堆積処理のために準備（すなわち、前処理）されるという点で、活性化された加工品とすることができる。いくつかの実施形態において、加工品は、１つまたは複数のナノラミネートまたはマイクロラミネート皮膜を加工品上に生成する、エッチング波形または複合波形の一部により制御された、電気化学エッチングによって、少なくとも一部が、活性化されている。

本開示を、より詳細に説明する前に、本明細書で用いられる特定の用語の定義を提供することは、それらを理解するために有用となり得るであろう。追加の定義は、本開示を通して説明される。

本明細書で用いられる、“１組の電極”または“電極の組”は、少なくとも１つの陽極と、対応する少なくとも１つの陰極とを指す。実施形態において、電極の組は、陽極／陰極の対である。しかし、このような実施形態において、陽極または陰極のいずれかは、２組以上の電極の間で、共通としてもよい。例えば、電解槽は、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の陽極と、共通の陰極と、を有することができ、“電極の組”は、共通の陰極と組み合わせた、それぞれの陽極、を指してもよい。他の実施形態において、電極の組は、複数の陽極に対応する、共通の陰極を指す。

本明細書で用いられる、“電解液”は、その中から１つまたは複数の金属を電着し得る、電解液槽、めっき槽、または電気めっき溶液を意味する。

“電着”または“電着された”は、それぞれ、皮膜を加工品に堆積するために電気分解を用いた、処理または結果としての製品について言及している。換言すると、電流を、加工品と電解溶液とに流しつつ、１つまたは複数のイオン（例えば金属、セラミック等）を含む電解溶液に、加工品を接触させ（例えば、部分的に浸す、または完全に浸す）、その結果、加工品の表面に、薄い皮膜が堆積される。

“皮膜”は、加工品の表面に電着された、薄い層を含む。従って、“皮膜”は、本明細書で用いられるように、マンドレルの表面上の、一連の薄い電着層からなる被覆を含み、マンドレルは、電着層の形成後に除去される。被覆は、通常、形成後の保護層として、別の物品に固着される。

本明細書で用いられる、“ラミネートされた”または“ラミネート”は、２つ以上の層を備える材料（例えば、皮膜）について言及している。実施形態において、ラミネートまたはラミネートされたものは、交互または非交互パターンとしてもよい、一連の層を備える、実質的にそれらからなる、またはそれらからなる、材料を指す。交互の層は、２種類の層（例えば、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ・・・）、３種類の層（例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）、４種類の層（例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・）、またはより多くの種類の層を、備えてもよい。非交互の層は、３つ以上、４つ以上、または５つ以上の異なる種類の層を備えてもよい。本明細書で用いられるラミネートされたものは、ナノラミネートされたものを含む。

本開示の意味の範囲内の、“ナノラミネート”または“ナノラミネートされた”は、２つ以上の層を備える皮膜を含み、このうち、個別の層のそれぞれは、１０，０００ナノメートル（すなわち、１０ミクロン）未満の厚さを有する。換言すると、本開示における、“ナノラミネートされた皮膜”の中の用語“ナノラミネートされた”は、個別の層で構成される皮膜の、全体的な厚さではなく、皮膜内の層の厚さを指すものである。実施形態において、“ナノラミネートされた”は、１ミクロン未満の、一連のラミネートされた層を備える、実質的にそれらからなる、またはそれらからなる材料または皮膜を指す。本明細書で説明される処理は、ナノラミネートされた皮膜を提供するために、特に適しているが、しかし、これらは特に、個別の層が１０ミクロンよりも厚い品物を、作製するために用いることができる。

“加工品”は、皮膜が電着される表面を有する、任意のアイテムを含む。加工品は、皮膜が加えられる物体である基体と、形成後に皮膜が除去される基体であるマンドレルと、を含む。加工品は、導電材料（例えば、金属）で形成する、導電および非導電材料の混合物（例えば、ポリマーと金属の混合物）で形成する、または導電材料で被覆される（例えば、無電解めっきによる金属層で被覆された非導電材料）ことができる。

本開示の実施形態に採用される、加工品は、任意の適切な加工品としてもよい。実施形態において、加工品は、ポリマー材料製である。いくつかの実施形態においては、ポリマー材料は、プラスチック材料である。他の実施形態においては、加工品は、金属または合金製である。いくつかの実施形態において、金属は、鋼合金である。

用語“波長”は、電流密度が周期関数である実施形態において、単一の堆積サイクルで形成される、２つの隣接する層の厚さを指す。

本明細書で用いられる“複合波形”は、電着処理の間に生成または修正することができる、任意の波形を指すものであり、基本周波数からなる波形、重畳高調波を有する基本周波数を有する波形、および／または２つ以上の波形の組み合わせからなる波形を含む。複合波形は、オフ期間と、電流が逆転される期間（例えば、パルスおよびパルス逆めっき波形）とを含むことができる。

本明細書で用いられる、“生成”は、新たな波形の最初の生成、および／または波形に対するその後の修正または変更を含む。完全な波形の生成は、所定のサイクルカウント、所定の時間に渡って、または何らかの理由により電着処理が停止または変更されるまで無限に、シーケンス化されたサブ波形をループすることにより、最終的な電着波形が生成される、入れ子ループシーケンス制御を用いることができる。いくつかの実施形態にて、第２の波形の特性を用いて、ベース波形を変調し、“２次”波形を生成することにより、カスタム電着波形が生成され、この波形は、次いで、電着波形として用いられる。第２の波形の特性は、波形の振幅、周波数、オフセット、スルー（ｓｌｅｗ）、オーバーシュート、波長、位相、速度、および微分の１つ、２つ、３つ、またはそれ以上を含んでもよい（波形の、急または連続する遷移を考慮するために）。また、２次波形を生成するために用いられる波形は、本明細書において、“１次”波形とも称される。１次波形は、複数のプレロード波形から選択することができ、かつ、例えば、正弦波波形、三角波形、方形波等、および／または、別のカスタム波形などの標準波形とすることができる。１つまたは複数の１次波形からの情報（例えば、波形の振幅、周波数、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分等に関する情報）を使用し、別の１次波形または既存の電着波形を修正して、電気化学処理槽内の１組または複数組の電極に出力される電着波形を生成することができる。

本開示の説明の文脈にて（特に、以下の特許請求の範囲の文脈にて）用いられる、“１つの（ａ，ａｎ）”、その“ｔｈｅ”という用語、および類似の冠詞または用語は、本明細書において、特に指示されない限り、または文脈により明確に否定されない限り、単一および複数（すなわち“１つまたは複数”）の両方をカバーするものと解釈される。本明細書中にて列挙される値の範囲は、その範囲内に含まれる別個の各値を個々に指す簡略表記法として役立つことを意図している。本明細書では、任意の濃度範囲、百分率範囲、比率範囲、または整数範囲は、特に指示されない限り、列挙された範囲内の任意の整数の値と、適切な場合にはその端数（整数の１０分の１および１００分の１など）とを含むと理解される。また、大きさまたは厚さなどの、任意の物理的特徴に関する、本明細書に列挙される任意の数の範囲は、特に指示されない限り、列挙された範囲内の任意の整数を含むと理解される。本明細書にて特に指示されない限り、各個別値は、本明細書に個別に列挙されているものとして、本明細書に組み込まれる。

選択肢（例えば、“または”）の使用は、選択肢のうちの１つ、両方、またはその任意の組み合わせを意味するものと理解すべきである。上述の様々な実施形態を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。本明細書に述べられる開示の選択可能要素または実施形態のグループ化は、限定として解釈されるべきではない。グループの各部材は、個別に、あるいは、本明細書に見出されるグループまたは他の要素の部材との任意の組み合わせにおいて、参照または請求されてもよい。本明細書および特許請求の範囲で用いられる“または”という語は、そのように結合される要素、すなわち、いくつかの場合では、連結されて存在し、他の場合では、離接的に存在する要素の“いずれかまたは両方”を意味するものと理解すべきである。“または”と共に列記される、複数の要素は、同様に、すなわち、そのように結合される“１つまたは複数”の要素と解釈すべきである。“または”節により具体的に識別される要素以外に、他の要素を、具体的に識別されたこれらの要素に関連してもしなくても、任意に存在させてもよい。よって、例として、“ＡまたはＢ”の言及は、“備える”などのオープンエンド言語と併せて用いられる場合、一実施形態においては、Ａのみ（任意で、Ｂ以外の要素を含む）、別の実施形態においては、Ｂのみ（任意で、Ａ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態においては、ＡおよびＢの両方（任意で、他の要素を含む）等を指すことができる。

本明細書で用いられる“および／または”という語句は、そのように結合される要素、すなわち、いくつかの場合では、連結されて存在し、他の場合では、離接的に存在する要素の“いずれかまたは両方”を意味すると理解すべきである。“および／または”と共に列記される、複数の要素は、同様に、すなわち、そのように結合される“１つまたは複数”の要素と解釈すべきである。“および／または”節により具体的に識別される要素以外に、他の要素を、具体的に識別されたこれらの要素に関連してもしなくても、任意に存在させてもよい。よって、例として、“Ａおよび／またはＢ”の言及は、“備える”などのオープンエンド言語と併せて用いられる場合、一実施形態においては、Ａのみ（任意で、Ｂ以外の要素を含む）、別の実施形態においては、Ｂのみ（任意で、Ａ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態においては、ＡおよびＢの両方（任意で、他の要素を含む）等を指すことができる。

１つまたは複数の要素のリストを参照して、本明細書で用いられる“少なくとも１つ”という語句は、要素の列記内の任意の１つまたは複数の要素から選択された、少なくとも１つの要素を意味すると理解すべきであるが、要素の列記内に特に列記される各要素の、少なくとも１つを必ずしも含む必要はなく、かつ要素の列記内の任意の要素の組み合わせを除外しない。この定義は、また、“少なくとも１つ”という語句が指す要素の列記内で、具体的に識別された要素以外に、具体的に識別された要素に関連してもしなくても、要素が任意に存在してもよいことを可能にする。よって、例として、“ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ”（または、同等に、“ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ”、または同等に“Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ”）は、一実施形態では、Ｂが存在せず、少なくとも１つの、任意で１つよりも多くを含む（かつ任意でＢ以外の要素を含む）、Ａ、別の実施形態では、Ａが存在せず、少なくとも１つの、任意で１つよりも多くを含む（かつ任意でＡ以外の要素を含む）、Ｂ、さらに別の実施形態では、少なくとも１つの、任意で１つよりも多くを含む、Ａ、および、少なくとも１つの、任意で１つよりも多くを含む（かつ任意で他の要素を含む）、Ｂ等を、指すことができる。

本開示の文脈において、“処理”および“方法”という語は、同義である。また、明らかに反対のことを示さない限り、本明細書にて述べられ、かつ、以下に特許請求される処理は、列挙されるステップに追加されるステップを含むことができ、処理のステップまたは動作の順番は、処理のステップまたは動作が列挙される順番に、必ずしも限定されないことを理解すべきである。

本明細書に開示される各実施形態は、述べられた特定の要素、ステップ、材料、または構成要素を備える、実質的にそれらからなる、またはそれらからなることができる。“備える”という用語は、“含むが、それらに限定されない”ことを意味し、指定されていない要素、ステップ、材料、または構成要素を、多量でも、含むことを可能にする。“からなる”という用語は、指定されていないどのような要素、ステップ、材料、または構成要素も除外する。“実質的になる”という用語は、実施形態の範囲を、指定された要素、ステップ、材料、または構成要素と、請求された開示の基本的かつ新規な特徴に、著しく影響しないものとに限定する。

実施形態において、層状ナノラミネート合金を堆積するためのシステムは、１つまたは複数の電気化学処理槽を含み、各電気化学処理槽は、１つまたは複数の加工品に多層ナノラミネート皮膜を堆積するために用いられる、１組または複数組の電極を有する。このようなシステムは、また、１つまたは複数の電着電源を含んでもよく、各電源は、１組または複数組の電極のうちの、１つの電極の組に、それぞれ接続されている。実施形態において、各電源は、電源から出力される所望の電着波形に対応する、複合波形信号を受信するように構成された、入力接続を有し、各電源は、受信された複合波形信号を増幅して、所望の電着波形を生成するように構成されている。各電着電源は、１組または複数組の電極のうちの対応する電極の組に対して、所望の電着波形を送信してもよい。いくつかの実施形態において、電着電源は、１つよりも多くの対応する電極の組に対して、電着波形を独立して提供する。対応する電源により提供される、このような電着波形は、対応する加工品に対するナノラミネート皮膜の堆積を、駆動する。所与の電着電源は、最大切替速度を有し、この速度は、第１の振幅レベルから、第２の振幅レベルまで、電源がどれだけ速く変化するかを測定する。

実施形態において、システムは、また、それぞれの電着電源の入力に送信される各複合波形信号を生成するように構成された、波形合成回路を有する、プロセッサベースのコントローラを含む。いくつかの実施形態において、プロセッサベースのコントローラは、また、波形合成回路を制御するように構成された、合成制御回路を含む。多層ナノラミネート皮膜の堆積に関する情報を有するレシピの少なくとも一部に基づき、合成制御回路は、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つを、リアルタイムで変調することにより、各複合波形信号の生成を制御する。このため、いくつかの実施形態において、プロセッサベースのコントローラは、オフ期間、順方向パルス時間、逆方向パルス時間、またはこれらの組み合わせを提供し、かつリアルタイムで変調する。さらなる実施形態において、プロセッサベースのコントローラは、各電着電源の入力にそれぞれ接続された、１つまたは複数のコントローラ出力回路をさらに含み、各コントローラ出力回路は、対応する複合波形信号を、各電着電源の入力に対し、送信するように構成されている。実施形態において、合成制御回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。いくつかの実施形態において、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つの、リアルタイムでの変調は、ベース１次波形の１つまたは複数の第１の特性を、少なくとも１つの別の１次波形の、１つまたは複数の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、それぞれの複合波形信号を生成することを含む。いくつかの実施形態において、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つの、リアルタイムでの変調は、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、それぞれの複合波形信号を生成することを含む。

プロセッサベースのコントローラは、最大サンプルレート（クロックレートまたはクロック周波数とも呼ばれる）を有し、これは、電力出力がサンプリングされる速度である。一般に、正確な波形を生成するために、サンプルレートは、信号の最高周波数より何倍も大きい。サンプルレートは、生成された信号のステップ幅と、最大の達成可能な信号周波数とを定義する。実施形態において、サンプリングレートは、ＤＣから１２ＧＨｚの範囲にある。他の実施形態において、サンプリングレートは、ＤＣから３５０ＫＨｚの範囲にある。実施形態において、プロセッサベースのコントローラは、サンプルレートを変調する。いくつかの実施形態において、プロセッサベースのコントローラは、所与の電源に対する最大サンプルレートよりも高いサンプルレートを有する。このような実施形態において、プロセッサベースのコントローラは、電源の最大サンプルレートを満足するサンプル速度を、例えばリソースの節約のために、変調してもよい。

さらなる実施形態においては、プロセッサベースのコントローラは、電着電源の切替速度を制御および／または変調する。切替速度は、１ピコ秒から５００ミリ秒の範囲であってもよい。実施形態において、切替速度は、５ミリ秒未満である。さらなる実施形態において、切替速度は、約５ミリ秒である。

本明細書で述べられるシステムの実施形態は、既存のシステムと比べて、延長された動作期間にわたって改善された安定性を示し、この安定性は、一部は、波形合成回路と、合成制御回路とを有するコントローラを内蔵し、処理ステップ、および／または、電解液の温度、堆積皮膜の合計厚さ、堆積層の厚さ、皮膜抵抗、個別電極間の電流および／または電圧読み取り値などの処理フィードバック、および／または、他の処理および／またはシステムフィードバックなどに基づき、電着波形を動的に変化させることよる。いくつかの実施形態において、合成制御回路は、並列処理能力を提供する、ＦＰＧＡである。加えて、コントローラは、任意の所望の波形プロファイルを有する波形（例えば、任意の所望の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分、および／または他の波形パラメータを有する複合波形）を生成して、所望の皮膜組成および／またはマイクロ構造を生成することを可能にする。所望の波形プロファイルは、波形の電圧および／または電流プロファイルに、加えることができる。

複合波形を生成する能力は、従来の電源よりも、電着処理において著しく高い柔軟性を提供する。追加的な柔軟性は、堆積された種、マイクロ構造、および／または厚さの所望の範囲内にある、ナノラミネートされた皮膜を生成するために、必要となることがある。よって、任意の所望の波形プロファイルを有する、多様な波形を生成可能な電源システムは、ナノラミネートされた皮膜の生成を制御するための従来の電源システムに対する改善を表す。対照的に、従来の電源システムは、限定された数の波形プロファイルパターン（例えば、方形波のみ）を、プレロードされ、および／または有することがある。

本開示の実施形態において、電着電源は、任意の所望のパラメータを有する周期波形および非周期波形を含む、電着波形を供給する。いくつかの実施形態において、電着波形は、例えば、電着システム内のコントローラまたは他の装置にプレロードされている、複数の波形から選択される。

代わりに、またはプレロード波形に加えて、電着波形は、完全に新しい波形を作成および／または既存の波形（例えば、システムにプレロードされている既存の波形）を修正することが可能な波形ソフトウェアを用いて、カスタム作成することができる。いくつかの実施形態において、カスタム電着波形は、システムにプレロードすることができる、サブ波形から生成され、サブ波形は、次いで、共にシーケンス化されて、完全な電着波形を生成する。

本開示の別の実施形態は、電着電源から出力されるべき、所望の電着波形に対応する、複合波形信号を生成するように構成された波形合成回路を含む、電着処理用のコントローラを対象とする。実施形態において、コントローラは、また、波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路を含む。電着処理に関する情報を有するレシピの少なくとも一部に基づき、合成制御回路は、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つを、リアルタイムで変調することにより、複合波形信号の生成を制御する。いくつかの実施形態において、コントローラは、複合波形信号を、電着電源の入力に送信するように構成された、コントローラ出力回路をさらに含む。実施形態において、合成制御回路は、ＦＰＧＡを含む。いくつかの実施形態において、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つの、リアルタイムでの変調は、ベース１次波形の１つまたは複数の第１の特性を、少なくとも１つの別の１次波形の、１つまたは複数の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、それぞれの複合波形信号を生成することを含む。いくつかの実施形態において、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つの、リアルタイムでの変調は、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、それぞれの複合波形信号を生成することを含む。

本開示のもう１つの実施形態は、加工品に対して、皮膜を電着するための方法を対象とする。実施形態において、方法は、所望の電着処理に対応する標準化されたレシピを選択するステップと、加工品形状、加工品表面積、および加工品に対する皮膜の電着に用いる電着電源の少なくとも１つに関する情報に基づき、標準化されたレシピを調整するステップと、を含む。いくつかの実施形態において、方法は、また、調整されたレシピに基づく、所望の電着波形に対応する複合波形信号を生成するステップと、複合波形を、電着電源に供給するステップとを含む。方法は、複合波形信号に基づき、電源内で電着波形を生成するステップと、電着波形を、電源から、加工品に対応する電極の組に対して出力するステップとをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態において、方法は、電着波形に基づき、加工品に対して皮膜を堆積するステップを含む。方法は、皮膜の堆積に関する情報を有するレシピの少なくとも一部に基づき、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つを、リアルタイムで変調するステップをさらに含む。説明された実施形態のいずれにおいても、加工品は、基体としてもよい。

図１は、１つまたは複数のそれぞれのコントローラ１０６，１０８，１１０を介した、１つまたは複数の電気化学処理槽１１４，１１６，１１８の制御を示す、電着動作環境１００の実施形態を示している。システムは、皮膜、例えば、ナノ積層、ナノラミネート皮膜を、加工品１２０，１２２，１２４に対して堆積するように動作する。それぞれの槽１１４，１１６，１１８内の加工品１２０，１２２，１２４は、金属（例えば鉄、鋼等）、合金、またはポリマー材料（例えば、熱可塑性材料、熱硬化性材料、および／またはその複合材料等）であってもよい。加工品１２０，１２２，１２４は、それぞれ、電極１４０ａ，１４２ａ，１４４ａに接続される。実施形態において、ポンプ１３２，１３４，１３６は、電着処理の前に、電解溶液を、それぞれの電気化学処理槽１１４，１１６，１１８に注入する。いくつかの実施形態において、電着処理の間に、必要に応じて、ポンプ１３２，１３４，１３６を用いて、電解溶液を加える。制御弁１５６，１５８，１６０は、それぞれ、処理槽１１４，１１６，１１８に接続されて、それぞれの槽から電解溶液を除去する。撹拌器１７０，１７２，１７４は、それぞれの槽１１４，１１６，１１８内の電解溶液を撹拌する。

実施形態において、撹拌器１７０，１７２，１７４と、ポンプ１３２，１３４，１３６と、制御弁１５６，１５８，１６０は、それぞれ、槽自動化コントローラ１５０，１５２，１５４により制御される。槽自動化コントローラ１５０，１５２，１５４は、それぞれ、電気化学処理槽１１４，１１６，１１８の各々の電解液レベル、電解液濃度、電解液温度、および流量の少なくとも１つを制御する。他の実施形態においては、単一の槽自動化コントローラが、電気化学処理槽のそれぞれの電解液レベル、電解液濃度、電解液温度、および流量の少なくとも１つを独立して制御する。槽自動化コントローラ１５０，１５２，１５４は、自律的に動作することができ、または、それぞれのコントローラ１０６，１０８，１１０から受信したコマンドに基づき、動作することができる。実施形態において、コントローラ１０６，１０８，１１０は、直接通信接続（有線または無線のいずれか）を用いて、それぞれの槽自動化コントローラ１５０，１５２，１５４と通信する、および／または、共通ネットワーク１８０に接続される。共通ネットワークは、イーサネットネットワーク、Ｍｏｄｂｕｓネットワーク、ＣＡＮバスネットワーク、または他の何らかの適切な通信ネットワークなどの、任意の適切なネットワークとしてもよい。

電気化学処理槽１１４，１１６，１１８のそれぞれは、温度、レベル、電解液濃度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、電極間の電圧または電流、および／または他の何らかの処理パラメータなどの、処理パラメータを、測定または検知するセンサアセンブリ１６２，１６４，１６６を有することができる。実施形態において、センサアセンブリ１６２，１６４，１６６からの出力は、コントローラ１０６，１０８，１１０に直接送られる。他の実施形態において、センサアセンブリ１６２，１６４，１６６からの出力は、それぞれの槽自動化コントローラ１５０，１５２，１５４を介して、コントローラ１０６，１０８，１１０に送られ、コントローラは、それぞれの処理槽１１４，１１６，１１８において、例えば温度、レベル、電解液濃度等を制御するために、センサ信号を使用してもよい。コントローラ１０６，１０８，１１０のそれぞれにおいて、次いで、センサデータを用いて、必要に応じて、処理シーケンスステップの修正および／または電着波形の修正を含む、電着処理の適切な制御、修正、調整等を行うことができる。

図１に見られるように、実施形態において、コントローラ１０６，１０８，１１０の各々は、ネットワーク１０４に接続され、ネットワーク１０４を介して、中央制御ステーション１０２と通信することができる。ネットワーク１０４は、無線および／または有線とすることができ、ＷＡＮ、ＬＡＮ、クラウドネットワーク、および／またはインターネットとすることができる。実施形態において、コントローラ１０６，１０８，１１０は、ウェブサーバを含み、中央制御ステーション１０２は、ウェブブラウザを用いて、コントローラ１０６，１０８，１１０と通信する。ブラウザインターフェイスを用いることにより、中央制御ステーション１０２は、コントローラ１０６，１０８，１１０と通信するための専用ソフトウェアを含む必要がなく、ウェブブラウザを有する任意の標準的なコンピュータ、スマートフォン、携帯装置、または他の任意の装置とすることができる。必要とされる任意の処理監視および／または処理構成ソフトウェアを、１つまたは全てのコントローラ１０６，１０８，１１０に組み込むことができる。いくつかの実施形態において、中央制御ステーション１０２は、電気化学処理槽１１４，１１６，１１８の電着処理を監視および／または構成するためのソフトウェアを含んだ専用コンピュータである。いくつかの実施形態において、中央制御ステーション１０２は、ローカルに、すなわち、コントローラ１０６，１０８，１１０と同じ場所に配置される。いくつかの実施形態において、中央制御ステーション１０２は、遠隔地（例えば、中央制御室、他の施設、または他の地理的位置）に位置する。いくつかの実施形態において、中央制御ステーションは、用いられず、電着処理は、コントローラ１０６，１０８，１１０の１つまたは全てを用いて制御される。

動作中に、制御ステーション１０２は、１つまたは複数のコントローラ１０６，１０８，１１０にコマンドを送信し、電着処理を制御する。コマンドは、加工品に対する、皮膜層（例えば、ナノ積層金属または金属合金皮膜）の堆積のための“レシピ”の形態とすることができる。実施形態において、レシピは、同じレシピ（すなわち、標準化されたレシピ）を用いることができるように、電着処理の種類に共通する特徴のための、標準化されたフォーマットである。例えば、多くの場合、加工品を皮膜するステップのシーケンス、処理中に溶液を追加する条件、および／または、電着処理に用いられる電源の波形形状は、電着処理の規模にかかわらず、同じであってもよい。しかし、加工品サイズ、加工品形状、定格電源アンペア数、化学物質追加品質等の、標準化されたレシピを構成するために用いられるものとの違いを、標準化されたレシピの処理から実際の処理が逸脱する際に、考慮に入れる必要があり、これは一般的に起こることである。このために、操作者が、一度、標準化されたレシピを選択すると、操作者は、実際の処理の詳細を入力する（例えば、電源、加工品等の詳細）。これらの操作者入力は、次いで、それぞれのコントローラ１０６，１０８，１１０により用いられ、標準化されたレシピと、実際の処理との違いが調整される。いくつかの実施形態において、操作者入力は、操作者に、所定の選択リストから選択させることにより、簡素化される。例えば、いくつか挙げると、操作者は、加工品サイズおよび／または形状のリストと、選択されたレシピに適合する、様々なアンペア数を有する電源モデル番号のリストと、を提示されてもよい。コントローラ１０６，１０８，１１０は、操作者入力情報を用いて、必要に応じて、電着処理の設定点（例えば、電源アンペア数、化学濃度、ポンプフロー等）および／またはレシピの各レシピステップ（例えば、所定の継続時間、所定の累積アンペア時、所定値を満足する溶液濃度等の処理フィードバック等）を満足する条件を確認および／または調整するように構成されている。あるいは、所定のリストに加えて、操作者は、情報を直接入力する選択肢を有する。

実施形態において、レシピは、異なるモデル、製造業者等のコントローラにより受信され用いられる、一般的な（例えば非専売の）フォーマットをとる。いくつかの実施形態において、レシピは、レシピにより生成される皮膜を識別する、人間が読めるフォームをとる。実施形態において、レシピは、電着処理の皮膜層の各々を制御する、シーケンス化ステップに関する情報を含む。例えば、電着処理で用いられる様々な機器（例えば、ポンプ１３２，１３４，１３６、撹拌器１７０，１７２，１７４、制御弁１５６，１５８，１６０等）を制御するための命令、各ステップの継続時間、各ステップの累積アンペア時、および／または電着波形プロファイルを生成する情報および／または修正する条件（例えば、電流および／または電圧波形プロファイルを、電気化学処理槽１１４，１１６，１１８内の１組または複数組の電極１４０ａ，１４０ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１４４ａ，１４４ｂに送信する）を、シーケンス化ステップは含むことができる。レシピは、また、電着処理の様々なステップに用いられる電流密度（例えば、多層ナノラミネート処理における皮膜層のそれぞれの電流密度）のための命令を含むことができる。

それぞれの加工品１２０，１２２，１２４の幾何学的形状およびサイズに基づき、いくつかの実施形態において、コントローラ１０６，１０８，１１０は、電流密度情報を用いて、電着処理の様々なステップの間に、それぞれの電源１２６，１２８，１３０の出力電力を適切に制御する。加工品１２０，１２２，１２４の幾何学的形状およびサイズは、また、レシピを介して送信することもでき、および／またはコントローラ１０６，１０８，１１０で手動入力することもできる。例えば、電気化学処理槽１１４，１１６，１１８内の流量、温度、および／または電解液濃度の設定等の、動作命令を、コントローラ１０６，１０８，１１０により直接実行する、および／または、それぞれの槽自動化コントローラ１５０，１５２，１５４に送信して、さらに処理および実行させることができる。レシピは、また、システム条件の変更に対応するための命令、例えば、所定の時間または継続時間、所定の累積アンペア時、および／または電気化学処理槽１１４，１１６，１１８内のセンサアセンブリ１６２，１６４，１６６からのフィードバックに基づき、例えば、電着波形および／またはシーケンスステップを修正するための命令等を、含むこともできる。

実施形態において、１つまたは複数のコントローラ１０６，１０８，１１０は、制御ステーション１０２から（例えば、ウェブブラウザインターフェイスを介して）命令を受信し、次いで、それぞれが、通信ネットワーク１０４を介して、少なくとも１つの別のコントローラに、適切なコマンドを送信する。よって、ネットワーク１０４上の各コントローラ１０６，１０８，１１０は、メッシュネットワークのノードとして機能することができる。コントローラのメッシュネットワークは、システム内でコントローラのマスタ制御を供給するための、制御ステーション１０２などの、単一の外部制御ステーションに対するシステムの依存性を減少させることにより、システムの安定性を改善する。例えば、命令が、制御ステーション１０２により、ひとたび１つまたは複数のコントローラ１０６，１０８，１１０に送られると、全ての他のコントローラは、協働して、命令データが適切に分配されていることを確実にすることができる。コントローラ１０６，１０８，１１０は、それぞれのレシピに基づき、それぞれの槽１１４，１１６，１１８を制御する際に、自律的に動作することができる。しかし、必要に応じて、コントローラ１０６，１０８，１１０は、また、ネットワーク１０４を介して、データ（例えば、制御ステーション１０２からの命令、処理データ等）を共有して、システムの安定性を改善することもできる。いくつかの実施形態において、離れた制御ステーション１０２ではなく、１つまたは複数のコントローラ１０６，１０８，１１０が、電着処理全体のレシピを保存し、マスタ制御ステーションとして動作する。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのコントローラ１０６，１０８，１１０は、堆積処理に関するデータを保存するためのデータベースを含む。例えば、コントローラ１０６，１０８，１１０の各々は、制御ステーション１０２から受信する命令データを格納する、データベースを含むことができる。

さらに別の実施形態において、１つまたは複数のコントローラ１０６，１０８，１１０は、単一の槽に配置され、かつ協働して、命令データを、単一の槽の個別部分に適切に分配することを確実にする。大きな構造（例えば、約４．５～１３．５メートルの範囲の長さを有する、石油および天然ガス製造用管状体）に対して、皮膜を堆積するために、単一の槽のシステムを、配置してもよい。上述の実施形態において、コントローラ１０６，１０８，１１０は、単一の電源または複数電源を有する、大きな電着槽内で、バスバーの位置を個別に制御してもよい。いくつかの実施形態において、単一のコントローラは、（例えば、バスバーの長さに沿って分配された）複数の電源を制御する。

コントローラ１０６，１０８，１１０の実施形態を、これより説明する。明確にするために、実施形態は、コントローラ１０６と関連付けられた槽システムに関して説明する。しかし、当業者は、この説明は、コントローラ１０８および１１０と関連付けられた槽システムにも適用可能であることを、理解するであろう。コントローラ１０６は、任意の種類のプログラム可能なプロセッサベースのコンピュータを含むことができる。実施形態において、コントローラ１０６は、コントローラが他のコンピュータに接続されていないという点で、独立型コントローラである。しかし、コントローラ１０６は、（例えば、図１に見られるように、ネットワーク１０４を介して）相互接続された他のコンピュータおよびプロセッサベースのコントローラとのネットワークの一部であると考えられる。

いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、単一基板の再構成可能なＩ／Ｏ装置（ｓｂＲＩＯ：ｓｉｎｇｌｅ－ｂｏａｒｄ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉ／Ｏ）である。例えば、図２Ａに見られるように、コントローラ１０６は、電着処理を制御するステップを実行する、プロセッサ２０２を含むｓｂＲＩＯである。コントローラ１０６は、また、コンピュータ可読媒体２０４を含み、コンピュータ可読媒体は、例えば、ディスクドライブ、光学ドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュドライブ、または他の種類のドライブとすることができ、例えば、オペレーティングシステム、および／または、例えば、プロセッサ２０２により実行されて電着波形信号２２２を生成する波形生成ソフトウェア、および／または電着処理に関する他の動作機能を行う処理ソフトウェアなどの、アプリケーションソフトウェアを保存する。いくつかの実施形態において、プロセッサ２０２は、リアルタイムで電着波形信号２２２を生成する。コントローラ１０６を用いて、ＧＵＩ回路２１２を介して電着処理を制御および／または監視することができる。ＧＵＩ回路２１２は、ディスプレイ２２０（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤディスプレイまたは別の種類のディスプレイ）を含むことができる。いくつかの実施形態において、ディスプレイ２２０は、コントローラ１０６と一体であり、および／または遠隔ＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が、適切なハードウェアを介して、コントローラ１０６に取り付けられる。ユーザは、ディスプレイ２２０および／または遠隔ＧＵＩを用いて、ネットワーク１０４を介して、槽１１４および／または別の槽の電着処理を、監視および／または制御することができる。

コントローラ１０６は、外部ネットワーク１０４（図１を参照）に接続することができるネットワーク通信装置２１０を含む。外部ネットワークは、ＬＡＮ、ＷＡＮ、クラウド、インターネット、または他の何らかのネットワークとすることができ、有線および／または無線とすることができる。いくつかの実施形態において、別の通信回路が含まれ、コントローラ１０６を、例えばネットワーク１８０を介して、槽自動化コントローラ１５０と通信させる。ネットワークおよび／またはネットワークの一部に応じて、ネットワーク１０４および／またはネットワーク１８０に用いられるプロトコルは、任意の標準プロトコル、例えば、イーサネット、Ｍｏｄｂｕｓ、ＣＡＮバス、ＴＣＰ／ＩＰ、または任意の他の適切なプロトコル等とすることができる。当然ながら、ネットワーク１０４とネットワーク１８０との間のプロトコルは、同じである必要はなく、異なることもできる。いくつかの実施形態において、槽自動化コントローラ１０５は、ネットワーク１８０を介して、他の槽自動化コントローラ１５２，１５４と通信する。

コントローラ１０６は、レシピおよび／または他の命令を格納するための、データベース２０６を含むことができる。データベース２０６は、コンピュータ可読媒体２０４に保存することができ、および／またはデータベース２０６は、別の装置に保存することができる。データベース２０６と併せて、コンピュータ可読媒体２０４は、オペレーティングシステム、および／または、電着処理を制御するための、例えば、波形生成ソフトウェアおよび／または処理ソフトウェアなどの、アプリケーションソフトウェアを含むことができる。いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、波形合成回路２０８を含み、波形合成回路は、レシピの少なくとも一部に基づいて電着波形信号２２２を生成するように、波形合成回路２０８を制御するよう構成された合成制御回路に、動作可能に接続されている。実施形態において、合成制御回路は、ＦＰＧＡ回路２１６である。実施形態において、ＦＰＧＡ回路２１６は、構成可能な複数の論理ブロックまたは論理セルを有する。ＦＰＧＡ回路２１６上の論理ブロックは、処理パラメータ、加算器、乗算器、増幅器、および／または他の任意の種類の機能的論理回路用の、例えば、シーケンスコントローラ、ＰＩＤコントローラ、比較器、乗算器、上限および／または下限ブロック等の機能的制御ブロックへと、構成することができる。機能的制御ブロックは、例えば、波形合成回路２０８、および／または電着処理のシーケンスステップを制御する回路、を制御することによる、電着波形の生成などの、１つまたは複数の独立制御回路からのものである。簡潔にするために、コントローラ１０６の実施形態を、ＦＰＧＡ回路２１６を用いて説明する。しかし、合成制御回路および／またはシーケンスステップを制御する回路は、ＦＰＧＡに限定されず、他の種類のプログラム可能な論理回路を、用いることができる。

ＦＰＧＡ回路２１６は、波形信号２２２の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、および／または別の波形パラメータを、リアルタイムで変調することにより、波形信号２２２の生成を制御する。具体的には、ＦＰＧＡ回路２１６は、波形合成回路２０８を制御して、レシピの命令に基づき、デジタル波形信号を生成する。すなわち、データベース２０６に保存される、および／または制御ステーション１０２または別のコントローラから受信される、レシピに基づき、ＦＰＧＡ回路２１６は、波形合成器２０８を制御して、任意の所望の波形プロファイル（例えば、任意の所望の振幅、任意の所望の周波数（安定状態の、例えば、ゼロ周波数から電着電源の容量までを含む）、任意の所望の波形形状（例えば、正弦波形状、三角形状（例えばのこぎり波）、方形波および／または別の種類の波形形状）、任意の所望のオフセット、任意の所望のスルー、任意の所望の波長、任意の所望の位相、任意の所望の速度、および／または任意の所望の微分）を有する電着波形信号２２２を生成することができる。当然ながら、当業者は、“任意の所望の”振幅、周波数、オフセット、形状等は、電着システムに用いられる電源および他の構成要素の制限および定格までを意味することを理解する。

加えて、所望の波形プロファイルは、加工品を通じて生成される所望の電流密度の少なくとも一部に基づくことができ、この電流密度も、レシピの一部として送信することができる。コントローラ１０６は、電流密度に関する情報と、加工品１２０の幾何学的形状に関する情報とを用いて、所望の電着波形信号２２２を生成することができる。例えば、電着波形信号２２２の振幅、周波数、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つは、所望の電流密度と、加工品１２０の幾何学的形状およびサイズとに依存することができる。デジタル波形信号は、次いで、デジタル－アナログ回路によって、アナログ信号（例えば、電着波形信号２２２）に変換してもよく、デジタル－アナログ回路は、波形合成回路２０８および／またはＦＰＧＡ回路２１６に組み込むことができる。いくつかの実施形態において、波形信号２２２は、次いで、コントローラ１０６から、コントローラ出力回路２１８を介して、電源１２６の入力へと出力される。実施形態において、コントローラ出力回路２１８から出力された電着信号２２２は、複数の異なる種類の電源に送信されるアナログ信号である。いくつかの実施形態において、波形合成回路２０８からのデジタル波形信号は、アナログ信号に変換されず、デジタル波形信号は、直接、電源１２６へと送られる。

いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、１つよりも多くの出力回路２１８を有する。例えば、コントローラ１０６は、最大で８つの出力回路を有することができる。当然ながら、他の実施形態においては、コントローラ１０６は、８つよりも多くの出力回路を有する。電源１２６は、波形信号２２２を追跡または追従して、電着波形２２２を、例えば、電極１４０ａ，１４０ｂに出力するように構成される。すなわち、電源１２６は、波形信号２２２を増幅して、電着波形２２４を生成する。

いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、電着処理槽１１４から、フィードバックを受信する手段を含む。例えば、コントローラ１０６は、電気化学処理槽１１４内に配置されたセンサアセンブリ１６２内の１つまたは複数のセンサから、処理フィードバック信号を受信する、センサ管理回路２１４を含むことができる。フィードバック信号は、センサアセンブリ１６２から、直接または槽自動化コントローラ１５０を介して、センサ管理回路２１４に送ることができる。センサ管理回路２１４は、デジタルおよび／またはアナログ信号を受信するように構成することができる。しかし、いくつかの実施形態において、センサ管理回路は、ネットワーク通信を介して、フィードバックを受信する。例えば、センサアセンブリ１６２は、槽自動化コントローラ１５０に直接接続することができ、槽自動化コントローラ１５０は、次いで、ネットワーク１８０を介してフィードバック信号を送信することができる。センサ管理回路２１４は、ネットワーク１８０と通信するための、ネットワーク通信回路を含むことができ、ネットワーク１８０は、センサアセンブリ１６４，１６６にも、それぞれの槽自動化コントローラ１５２，１５４を介して接続することができ、センサアセンブリ１６４，１６６からのフィードバック信号は、所望により、電源１２６の制御に用いることができる。実施形態において、センサアセンブリ１６２は、例えば、温度センサ、電解液レベルセンサ、電解液接続センサ、撹拌速度を決定するセンサ、皮膜厚さを決定するセンサ、および／または皮膜抵抗を決定するセンサなどの、１つまたは複数のセンサを含む。実施形態において、センサアセンブリ１６２は、また、槽１１４内の個別の電極１４０ａ，１４０ｂの間の電流および／または電圧を決定するための、電流センサおよび／または電圧センサを含む。あるいは、センサアセンブリ１６２の電流／電圧センサに加えて、電源１２６は、コントローラ１０６にフィードバックされる電流および／または電圧センサを含むことができる。当然ながら、監視される処理パラメータに基づき、他の種類のセンサを用いることができる。フィードバック信号に基づき、コントローラ１０６は、出力電着波形（例えば、電流および／または電圧波形）を修正して、所望の皮膜組成および／またはマイクロ構造を生成するための電着処理の正確度を向上することができる。例えば、フィードバック信号に基づき、ＦＰＧＡ回路２１６は、波形合成回路２０８を、リアルタイムで動的に制御し、振幅、周波数、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、および／または別の波形特性を調整して、電着処理を高精度に制御することができる。

電着波形２２４の生成に関する情報は、レシピを介して送ることができる。例えば、任意の複合波形とすることができる電着波形を、最初に生成するための命令を含むことに加えて、レシピは、電着波形２２４の波形プロファイル、電流密度等の波形パラメータを、リアルタイムで修正するための命令を含むこともできる。例えば、波形プロファイル特性、例えば、波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、または他の何らかの波形プロファイル特性等の波形プロファイル特性のいずれかを、動的に変更または修正することができる。波形プロファイル、電流密度等の波形パラメータのうちの１つまたは複数を、変更する命令は、所定の継続時間に基づくこと、実行中または実行されるべき処理ステップに基づくこと、処理センサからのフィードバックに基づくこと、および／または波形パラメータを修正するための、他の何らかの基準に基づくことができる。例えば、レシピは、所定の継続時間にわたって正弦波波形を用いる命令（例えば、堆積処理の最初の半分、次いで、堆積処理の第２の半分に、方形波を用いる）を含むことができる。加えて、電着処理は、堆積されている皮膜層のいくつかまたは各々のための、異なる波形プロファイルを含むことができる。すなわち、レシピは、各堆積層に用いられるべき、波形プロファイルの種類、および／または電流密度を指定し、層のうちの少なくとも１つは、他の層を堆積するために用いられる波形とは異なる波形を用いて、堆積することができる。実施形態において、レシピに基づき、ＦＰＧＡ回路２１６は、波形合成回路２０８を、適切に制御して、堆積される各層に対する所望の波形を生成する。

また、いくつかの実施形態において、ＦＰＧＡ回路２１６は、電着波形信号２２２が、例えばアセンブリ１６２からの処理フィードバック信号に基づき修正されるように構成される。例えば、センサアセンブリ１６２からのデータ（例えば、処理温度、電解液濃度、電解液レベル、皮膜厚さ、皮膜抵抗、個別電極間の電流および／または電圧読み取り値、および／または他の何らかの処理／システムフィードバックに関することができる）に基づき、ＦＰＧＡ回路２１６は、波形合成回路２０８を制御して、電着波形信号２２２の電流密度、波形形状（例えば、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分等）、および／または任意の他の波形パラメータを、適切に調節することができる。

コントローラ１０６が、波形信号２２２を生成した後、波形信号２２２は、次いで、コントローラ１０６のコントローラ出力回路２１８から出力され、例えば、電着電源１２６の入力に送られる。電着電源１２６は、次いで、受信した波形信号２２２に基づき、出力電着波形２２４を生成する。実施形態において、電着電源１２６は、コントローラ１０６からの入力波形２２２を高精度に追跡または追従し、適切な電着波形２２４を出力する、増幅器として動作し、電着波形２２４は、槽１１４内の電極１４０ａ，１４０ｂに送信される。出力電着波形２２４の波形プロファイル（例えば、周波数、振幅、形状等）は、波形信号２２２の波形プロファイルに対応し、適切な電流密度を供給する。

いくつかの実施形態において、電着電源からの出力電着波形２２４が、コントローラからの波形信号２２２に一致することを、確実にするために、コントローラは、電着電源１２６の容量を、考慮に入れる。コントローラ１０６は、例えば、スルーレート、オーバーシュート率、および／または別の波形パラメータなどの、１つまたは複数の波形パラメータを、例えば、考慮に入れることができ、波形パラメータは、波形信号２２２を生成する際に、電着電源１２６の特性に依存することができる。すなわち、いくつかの実施形態において、波形合成回路２０８を用いて波形を生成する際に、レシピからの波形命令は、電着電源１２６の既知の特性を用いて実施される。いくつかの実施形態において、特性は、電源の群に対して共通である。例えば、スルーレート、オーバーシュート率、または他の何らかの特性は、例えば、同じモデル、同じ製造業者、同じ定格または定格範囲、および／または、あるクラスの電源についての他の何らかの際立った特徴などの、特定の種類の全ての電源に対して、共通とすることができる。個別の電着電源および／またはあるクラスの電着電源の特性を知ることは、従来技術のコントローラには見られない利点を提供するが、それは、本開示のコントローラの実施形態は、電源特性情報を用いて、電源の出力電着波形を高精度に制御することができるからである。

個別の電源および／または電源の群の特性に関する情報は、個別の電源および／または電源の群に対応する電源ドライバファイルに、保存することができる。電源ドライバファイルは、例えば、データベース２０６および／または他のどこかの場所に、物理的に保存することができる。電源ドライバファイルは、印刷されるべきデータを変換して、使用中のプリンタの種類に対応させることに関する情報を提供する、プリンタドライバファイルと同様に機能する。この場合、電源ドライバファイルは、使用中の電源の種類または、特に、使用中の電源の特性に関する情報を含む。例えば、電源ドライバファイルは、電源１２６を、順方向および／または逆方向電源とすることができるかに関する情報を含むことができ、および／または、電源１２６の定格出力電流に関する情報を含むことができる。特性情報は、個別の電源（例えば、電源のシリアル番号を介して）に関連付けることができ、および／または電源が属するクラス（例えば、製造業者、モデル、出力電力範囲、これらの任意の組み合わせ等）に関連付けることができる。

波形生成ソフトウェアは、レシピに基づいて電着波形を生成する際に、電源ドライバファイル内の情報を用いる。例えば、ＦＰＧＡ回路２１６は、波形合成回路２０８をどのように制御するかを、電源ドライバファイル内の情報に基づき修正することができる。電源ドライバファイルは、電着波形信号２２２が、レシピで要求される波形に可能な限り近く一致することを確実にするが、また、電着波形信号２２２が、電着電源１２６の容量を超えないことも、確実にする。例えば、ドライバファイルは、電着波形信号２２２を生成する際に、定格スルーレートなどのパラメータ、および電着電源１２６のオーバーシュート率が考慮されることを、確実にする。スルーレートは、波形生成ソフトウェアに対して、電着電源１２６が駆動され、かつそれでも許容限度内であることが可能な最大周波数および振幅を識別することができる。オーバーシュート率は、電着電源１２６の、入力信号内のステップ変化に対する反応を、識別する。これらおよび他の波形パラメータを検討することにより、電源ドライバファイル内の情報は、電着処理の間、電着波形２２４の歪みが最小である（例えば、電着波形２２４のオーバーシュートまたはアンダーシュートが少ないか、または無い）ことを、確実にする。加えて、電源ドライバファイルは、レシピ内の波形命令を、一定範囲の電源に対して標準化することを可能にする。例えば、単一のコントローラ１０６は、例えば約２００Ａ～約１５，０００ｋＡの電着電流を供給することができる、一定範囲の電源を制御することができる。すなわち、電源ドライバファイルを用いることにより、レシピ内の波形命令は、特定の電源またはあるクラスの電源向けに命令が調整されていないという点で、一般的なものとすることができる。また、電源ドライバファイルは、電着電源の最大切替速度および／または最大サンプルレートに関する情報を含んでもよい。このような実施形態において、電着電源の最大サンプルレートよりも高いサンプルレートを有するコントローラは、リソースを節約するために用いられるサンプルレートを、減少させることが可能である。

同じ標準化または一般的命令を、異なる種類の電源、例えば、異なる製造業者、異なるモデル、異なる定格電源等の電源に用いることができる。例えば、レシピは、標準化または一般的命令を、単に供給して、方形波を生成することができ、ＦＰＧＡ回路２１６は、ドライバファイルに基づき、波形合成回路２０８を制御して、電着電源１２６のために適切な特性、例えば、周波数、振幅、スルーレート等を有する波形信号２２２を出力し、出力電着波形２２４の不要な歪み、例えば、波形２２４内の不要なオーバーシュートおよび／またはアンダーシュートを防止する。実施形態において、レシピ内の要求される波形が、電着電源１２６の容量を超える（例えば、要求される周波数、振幅等が、電源の容量を超える）場合、電源ドライバファイル内の情報は、コントローラ１０６に警告を行い、最終的に、堆積処理をリクエストした操作者が、本装置による作業を行わないようにする。この場合、いくつかの実施形態において、ＦＰＧＡ回路２１６は、リクエストされた動作を行わない、および／または、電着処理を停止するように構成されている。さらなる実施形態において、コントローラ１０６は、１組の電極の間の出力電着波形の測定値を受信し、測定された出力を比較して、電着電源からの出力電着波形２２４が、コントローラからの波形信号２２２と一致することを確実にする。

いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、電源ドライバファイルを生成する。例えば、電着電源１２６の反応（例えば、スルーレート、オーバーシュート率等）を、コントローラ１０６により出力される、テスト波形信号（例えば、“調整”波形信号）に関して測定することができる。例えば、図３に見られるように、ステップ３０２にて、コントローラ１０６は、テストまたは調整波形のための命令を含むレシピを受信する。いくつかの実施形態において、テストまたは調整波形は、コントローラ１０６に保存され、コントローラ１０６は、調整手順を行う際に、保存された調整波形を読み出す。テストまたは調整波形は、電着電源の容量をテストする、様々なサブセクションを有する波形を生成する命令を、含むことができる。各サブセクションは、サブセクション間で異なる波形形状（例えば、正弦波、三角形、方形波等）、異なる周波数、異なる振幅、異なるオフセット、異なるスルー、異なる波長、異なる位相、異なる速度、異なる微分、および／または他の何らかの差異を有することができる。

ステップ３０４において、既知の分流抵抗器または他の既知の負荷を、テストされている電着電源の出力端子の間に配置する。ステップ３０６において、コントローラ１０６は、レシピにて要求される波形を生成し、波形信号２２２を、テストされている電着電源１２６の入力に出力する。ステップ３０８において、例えば、周波数、振幅、スルーレート、オーバーシュート率等の、所望のパラメータは、電着電源１２６の出力で、例えば、分流抵抗器または負荷の両端で測定される。ステップ３１０において、測定されたパラメータは、コントローラ１０６により出力される、波形信号２２２と比較され、信号２２２の波形プロファイルと電着波形２２４との、どのような差異／類似も、分析のために捕捉される。ステップ３１２において、電源ドライバファイルは、例えば、周波数、振幅、スルーレート、およびオーバーシュート率の少なくとも１つの分析に基づき生成され、かつ、例えばデータベース２０６または別の場所に、後のコントローラ１０６による使用のために保存される。上述したように、コントローラ１０６は、次いで、波形信号２２２を生成する際に、波形信号２２２が、電源１２６の特性に一致するように、電源ドライバファイルを使用することができる。電源ドライバファイルは、例えば、電源がテストされる際に、シリアル番号に基づいて、および／または類似の構造を有する電源のクラスと関連付けて、テストされている特定の電源に関連付けることができる。

上述した電着システムの実施形態は、例えば、バレル、ラック、バスケット、およびブラシ処理システムにおいて、用いることができる。しかし、簡潔にするために、一般的な電着処理方法を、図４Ａ～図４Ｃに示す。図４Ａ～図４Ｃは、コントローラを用いた電着処理４００（例えば、２つ以上の周期的ナノスケール層を有する、電着種および／または電着構造にて変化する、層状ナノラミネート合金被膜を行うことができる電着処理）の高レベルの概要を示す。簡潔にするために、本明細書は、コントローラ１０６および関連装置に関して提供される。しかし、当業者は、本明細書が、コントローラ１０８および１１０を含む一連のまたは複数のコントローラに適用可能であることを理解する。ステップ４１０において、操作者は、電着を、遠隔で（例えば、遠隔コンピュータ１０２で）またはコントローラ１０６でローカルに、のいずれかで開始する。

ステップ４１２において、操作者は、電着処理に用いるべき、標準化されたレシピを選択する。ひとたび選択されると、コントローラ１０６は、遠隔制御ステーション１０２、別のコントローラから、レシピを受信するようにリクエストすることができ、および／または、コントローラに保存されている場合、選択された電着処理に対応するレシピを、データベース２０６から読み出すことができる。上述したように、例えば、シーケンス化ステップ、堆積すべきナノスケール層、堆積すべき種、堆積すべき構造、および／または電着処理からのフィードバックに基づき、電着波形２２４を生成するための命令を、レシピは含む。レシピは、また、電着処理および／または電着処理の各ステップに用いられるべき、電流密度、電圧、波形位相、および／または別の波形パラメータを含むことができる。加えて、レシピは、他の装置（例えば、ポンプ１３２、撹拌器１７０、制御弁１５６等）を制御するための命令を含むことができる。

また、上述したように、レシピ情報は、単一の一般的レシピを、様々な加工品、電源等と共に用いることができるように、標準化されたフォーマットをとる。ステップ４１４において、操作者は、電着処理に関する、処理特有の構成情報を入力する。入力される情報は、電気めっきされるべき加工品の形状および／またはサイズ（例えば、表面積）に関する情報、電着電源に関する情報（例えば、モデル番号、製造業者、定格アンペア数、スルーレート等）に関する情報、および追加化学物質に関する情報（例えば、追加される化学物質の種類および／または量、化学物質が加えられるアンペア時、化学物質の濃度等）とすることができる。当然ながら、操作者は、処理に関連する他の任意の所望の情報を入力することもできる。ステップ４１６において、コントローラは、ステップ４１４での操作者による処理特有の情報入力に基づく標準化されたレシピに対して調整を行う。例えば、入力された加工品表面形状および／または面積に基づき、コントローラ１０６は、レシピステップに関して、適宜に、例えば、波形プロファイル、継続時間、および累積アンペア時、および／または他の何らかの調整に対して、調整を行うことができる。ステップ４１８において、コントローラ１０６は、図４Ｂに示されるレシピのステップを実行する。

図４Ｂに示されるように、コントローラ１０６は、堆積処理のための処理ステップを通して、シーケンス化を行う。処理ステップのそれぞれに関して、レシピに基づき、コントローラ１０６は、電流密度、電着波形のプロファイル、流量、処理温度、電解液レベル、電解液濃度、およびこれらの任意の組み合わせ等を、設定および／または制御することにより、堆積される層の種および／または構造を制御する。レシピの処理ステップの数および性質は、堆積処理の種類に応じて変化し得る。図４Ｂを見ると、ステップ４２２において、コントローラ１０６は、レシピの次のステップを読み出す。ステップ４２４ａにおいて、コントローラ１０６は、電源１２６の出力波形２２４を、電極１４０ａ，１４０ｂに設定する。例えば、加工品１２０の形状および／または現在のレシピステップの他の情報に基づき、コントローラ１０６は、例えば、所望の波形プロファイルおよび所望の電流密度を有する電着波形信号２２２を、例えば、後述する波形アルゴリズムを用いて生成する。上述したように、波形信号２２２は、任意の所望の波形プロファイルを有することができる（例えば、レシピに基づき、コントローラ１０６は、波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、および／または他の何らかの波形パラメータをリアルタイムで変調または変更することにより、任意の複合波形プロファイルを生成することができる）。いくつかの実施形態において、波形信号２２２の生成に際し、コントローラ１０６は、電着電源１２６用の電源ドライバファイルを用いて、波形信号２２２が、電着電源１２６の特性に一致することを確実にする。上述したように、電着波形信号２２２は、コントローラ１０６から、電着電源１２６の入力へと出力される。電着電源１２６は、次いで、電着波形信号２２２を追跡および増幅して、電着波形信号２２２に対応する、電着波形２２４を出力する。

ステップ４２４ａの出力波形の設定の間、コントローラ１０６は、ステップ４２４ｂを同時に行い、このステップは、処理ステップ、および／または、例えば、電解液温度、電解液レベル、電解液濃度、皮膜層の厚さ、皮膜抵抗、個別電極間の電流および／または電圧読み取り値、および／または、他の何らかの処理／システムフィードバックに関する、センサアセンブリ１６２からの処理フィードバックを監視する。ステップ４２４ｂの間、コントローラ１０６は、図４Ｃに示されるステップを実行する。図４Ｃのステップ４３２の間、コントローラ１０６は、上述したような処理フィードバック信号を受信する。例えば、ステップ４３２において、コントローラ１０６および／または槽コントローラ１５０は、皮膜抵抗、電解水温度、または電解水濃度などの処理化学作用等のフィードバックを、受信することができる。加えて、ステップ４３４において、電源１２６のための累積アンペア時が、電源１２６から受信され、またはコントローラ１０６により計算される。累積アンペア時を用いて、堆積処理中に様々な機器を制御することができる。例えば、累積アンペア時を用いて、ポンプ１３２を制御し、電着処理中に用いられた化学物質のいくつかを、追加することができる。加えて、累積アンペア時および処理化学作用のフィードバックを用いて、皮膜厚さを決定することができる。

ステップ４３６において、レシピおよび／または監視されたフィードバック信号内の命令、および／またはステップ４３２および４３４の計算に基づき、コントローラ１０６は、電着波形２２４を、同じままとすべきか、切り替えるか（例えば、プレロード波形に）、または修正するか、あるいは完全に新しいカスタム波形を作成すべきかを、決定する。例えば、同じ波形を保つように決定された場合、コントローラ１０６は、現在の電着波形信号２２２を生成し続ける。波形を切り替えるよう決定された場合、コントローラ１０６は、異なる電着波形信号（例えば、標準正弦波、方形波、三角波等のプレロード波形）に切り替える。波形を修正するように決定された場合、コントローラ１０６は、例えば、後述する波形アルゴリズムの例、および／または別のアルゴリズムを用いて、現在の電着波形２２２を修正し、新たなカスタム波形を作成するように決定された場合、コントローラは、例えば、後述する波形アルゴリズム、および／または別のアルゴリズムの例を用いて、新たな電着波形２２２を作成する。

ひとたびステップ４３６が完了すると、コントローラは、ステップ４２４ｂにループバックし、ステップ４２６に進む。ステップ４２６において、コントローラは、現在の処理ステップが完了する条件が、満たされたかを決定する。例えば、現在の処理ステップを完了する条件は、システムが現在のステップ中にある時間、累積アンペア時、処理化学作用、計算された皮膜厚さ、および／または他の何らかの条件に基づくことができる。条件が満たされていない場合、コントローラ１０６は、ステップ４２４ｂにループバックする。条件が満たされている場合、コントローラ１０６は、ステップ４２８に進む。ステップ４２８において、コントローラ１０６は、追加の処理ステップがあるかを確かめる。ある場合、コントローラはステップ４２２にループバックし、次のステップを開始する。追加のステップがない場合、コントローラは、図４Ａのステップ４１８に戻り、ステップ４２０に進んで処理を停止する。当然ながら、コントローラ１０６は、例えば手動停止コマンド、フィードバック信号、エラー信号等によって、処理をいつでも終了できるように構成することができる。

上述したように、波形アルゴリズムを用いて、最初の電着波形信号２２２を作成すること、および／または、その後に電着波形信号２２２を変更または修正することができる。いくつかの実施形態において、電着波形信号２２２を生成するために、コントローラ１０６は、入れ子ループ型の制御シーケンスを初期化して、少なくとも部分的には電着波形信号２２２を形成する波形を生成する、ループ波形アルゴリズムを含む。いくつかの実施形態において、電着波形信号２２２を生成するために、コントローラ１０６は、２つ以上のベースまたは１次波形の特性を組み合わせて、少なくとも部分的には電着波形信号２２２を形成する２次波形を生成する、２次波形アルゴリズムを含む。いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、少なくとも部分的には電着波形信号２２２を形成する波形を生成する、ループ波形アルゴリズムおよび２次波形アルゴリズムの両方を含む。

ループ波形アルゴリズムの入れ子ループ型の制御シーケンスにおいて、例えば、波形合成回路２０８を用いて、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせ（例えば、異なる波形または異なる波形の一部を直列に組み合わせ）（またはシーケンス化し）、次いで、シーケンス化ステップを繰り返して、１つの完全なサイクルの電着波形信号２２２を生成することにより、出力波形は生成される。入れ子サブ波形サイクルを含む、完全な波形サイクルを、次いで、所望の通りに反復またはループさせることができる（例えば、センサアセンブリ１６２からの処理フィードバック信号（例えば、皮膜厚さ、皮膜抵抗、電解液濃度、または他の何らかのフィードバック信号）および／または堆積処理のための停止コマンドに基づき、所定のサイクル数、所与の時間、所与の処理ステップ、および／または停止されるまで連続で、例えば、入れ子ループ制御シーケンスを、反復またはループさせることができる）。いくつかの実施形態において、ＦＰＧＡ回路２１６は、所望の回数、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形が生成され、完全な電着波形信号２２２を生成するようにして、波形合成回路２０８を制御するように構成される。例えば、その後に３つの三角波形サイクルが続く３つの正弦波サイクルを有する電着波形信号２２２が要求される場合、３つの正弦波サブ波形サイクルを生成し、次いで、２つの三角サブ波形のサイクルを直ちに生成して、電着波形信号２２２の１つの完全なサイクルを生成するよう、波形合成回路２０８を制御するように、ＦＰＧＡ回路２１６を構成することができる。ＦＰＧＡ回路２１６は、次いで、所望の通りに、入れ子サブ波形生成サイクルを含む、完全な波形生成サイクルを反復またはループさせる。当然ながら、サブ波形の種類およびサイクル数およびサブ波形のシーケンス化順序は、上述の実施形態に限定されず、任意の所望のサブ波形の種類、サブ波形サイクルカウント、およびサブ波形シーケンス化順序を、用いることができる。加えて、電着波形信号２２２に用いられるサブ波形の種類、サブ波形サイクルカウント、および／またはサブ波形シーケンス順は、処理ステップ、センサアセンブリ１６２からのフィードバック信号、所定の時間、所定のサイクルカウント等に基づき、コントローラ１０６によって動的に変更することができる。例えば、上述した正弦波／三角波形は、例えば、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、処理ステップ、所定の時間、サイクル数、これらの任意の組み合わせ等に関する所定の条件に基づき、正弦波／方形波波形に変更することができる。

ループ波形アルゴリズムに加えて、コントローラ１０６は、２次波形アルゴリズムを含むこともできる。２次波形アルゴリズムは、ベースまたは１次波形の１つまたは複数の特性（例えば、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、または他の何らかの波形特性）を、１つまたは複数の追加の１次波形の特性（例えば、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、および／または他の何らかの波形特性）を用いて変調し、所望の出力波形（または２次波形）を生成する。変調アルゴリズムは、ベース１次波形を修正し、２次波形を生成するための、ベース１次波形の１つまたは複数の特性と、１つまたは複数の追加の１次波形の特性との間の、例えば、加算関数、減算関数、乗算関数、および／または他の何らかの関数関係を含むことができる。

ベース１次波形の特性の変調は、ベース波形特性の全てが、変更されるわけではないという点で、選択的とすることができる。例えば、ベース１次波形の振幅のみを変更しつつ、例えば、周波数、オフセット等の残りの特性は、修正しないことが可能である。関数関係は、波形間で同一の特性の間のものとすることができる（例えば、振幅対振幅、周波数対周波数、オフセット対オフセット等）。例えば、ベース１次波形の振幅Ａ_１を、別の１次波形の振幅Ａ_２の情報（例えば、大きさおよび／または極性）を用いて修正して、振幅Ａ_３を有する２次波形を生成することができ、振幅Ａ_３は、例えば、ｃ_１Ａ_１＋ｃ_２Ａ_２、ｃ_１Ａ_１－ｃ_２Ａ_２、ｃ_１Ａ_１＊ｃ_２Ａ_２、ｃ_１Ａ_１／ｃ_２Ａ_２（ただし、ｃ_１とｃ_２は定数）または他の何らかの関数関係とすることができる。ベース１次波形の周波数、オフセット、または別の波形特性は、他の波形のそれぞれの同じ特性を用いて、同様に変調することができる。しかし、関数関係は、同じでない波形特性の間のものとすることもできる。例えば、ベース１次波形の振幅を、別の１次波形の振幅以外の、周波数または何らかの特性を用いて変調し、２次波形を生成することができる。関数関係は、ベース１次波形の１つの特性（例えば振幅）が、別の１次波形の１つの特性（例えば周波数）によって変調されるという点で、１対１の特性相関関係を有することができる。しかし、関数関係は、１対１の特性関係とする必要はない。例えば、１次波形の振幅を用いて、ベース１次波形の振幅および周波数の両方を修正して、２次波形を生成することができ、あるいは、１次波形の振幅および周波数の両方を用いて、ベース１次波形の振幅（または別の特性）のみを修正して、２次波形を生成することができる。すなわち、ベース１次波形の１つまたは複数の波形特性を、別の１次波形の１つまたは複数の特性に基づき修正して、２次波形を生成することができる。

上記の実施形態において、“ベース”の１次波形自体は、２つ以上の１次波形の組み合わせとすることができる。よって、１つまたは複数の１次波形の第１の組の波形特性の任意の組み合わせを用いて、２次波形の生成において、１つまたは複数の１次波形の第２の組の波形特性の任意の組み合わせを、修正することができる。結果として生じる２次波形は、周期的または非周期的とすることができ、かつ、同じ種類の１次波形（例えば、２つ以上の正弦波波形、２つ以上の方形波、２つ以上の三角波等）の変調からの結果として生じることができ、あるいは、２つ以上の異なる種類の波形（例えば、１つまたは複数の方形波または１つまたは複数の三角波を有する、１つまたは複数の正弦波波形等）の変調からの結果として生じることができる。いくつかの実施形態において、現在の電着波形信号２２２は、ベース１次波形であり、これは、次いで、１つまたは複数の別の１次波形の特性を用いて変調され、新たな電着波形信号２２２が生成される。

２次波形を生成する、別の１次波形の特性に基づく１次波形の変調が、図５Ａに図示されている。図５Ａは、２つの１次波形５０２および５０４を用いて生成された２次波形５０６を示している。二次波形５０６は、電圧波形または電流波形のいずれとすることもできる。図５Ａの実施形態では、ベース１次波形５０４が、別の１次波形５０２の特性を用いて変調され、２次波形５０６が生成される。ベース１次波形信号５０４は、例えば、周波数Ｆ_１と、振幅Ａ_１とを有する正弦波波形である。しかし、波形５０４は、任意の所望の波形プロファイルを有することができる。堆積処理中、コントローラ１０６は、現在の電着波形信号２２２（波形５０４とすることもできる）を、例えば、プレロード波形に切り替えるか、または修正すべきである、あるいは、完全に新しい電着波形信号２２２を、作成すべきであると決定してもよく、これは例えば、現在の処理ステップおよび／またはセンサアセンブリ１６２からのフィードバック信号が、必要とするためである。波形信号２２２を修正、または新たな波形を生成すべきであると決定された場合、コントローラ１０６は、ベース１次波形５０４および別の１次波形５０２の特性を用いて、２次波形５０６を生成することができる。２次波形５０６は、次いで、新たな電着波形信号２２２とされ、この信号は、次いで、上述したように、電着電源１２６に送信することができる。

図５Ａに見られるように、２次波形５０６は、ベース１次波形５０４の振幅Ａ_１を、１次波形５０２の振幅Ａ_２の絶対的な大きさに基づき修正することにより、生成される。この例では、１次波形５０４の周波数Ｆ_１は、変化しないままである。よって、この例では、修正の後、正弦波２次波形５０４が、周波数Ｆ_１と、振幅（Ａ_１＋｜Ａ_２｜）とを有して生成される。すなわち、２次波形は、時間とともに振幅を変化させながら、固定周波数で振動する。当然ながら、２次波形を生成するために、２つ以上の１次波形の波形特性の任意の組み合わせを採用することができる。例えば、別の実施形態において、２次波形は、変化する周波数と、同じままの振幅とを有する。２次波形プロファイル（例えば、周波数、振幅、波形形状、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分等の組み合わせ）を、動的に変更することにより、電気化学堆積の間に印加される、電流および／または電圧は、ナノラミネート複合皮膜の組成および／またはマイクロ構造における変化を、調整および／または駆動する。

１次波形５０２，５０４は、コントローラ１０６または別の場所に保存される、“テンプレート波形”とすることができる。コントローラ１０６は、特定の処理ステップおよび／または特定の堆積処理に対応する、２次波形の生成を促進するように構成されている、複数の１次テンプレート波形を有することができる。例えば、堆積処理において、テンプレート波形の第１の組は、第１の皮膜層を堆積するための２次波形の生成に、有益となり得るものであり、テンプレート波形の第２の組は、別の皮膜層を堆積するための２次波形の生成に、有益となり得るものである。コントローラ１０６は、例えば、堆積処理の種類、行われる処理ステップ、および／またはセンサアセンブリ１６２からのフィードバック信号に基づき、例えば、テンプレート波形の適切な組を、用いるように構成することができる。

ループ波形アルゴリズムおよび／または２次波形アルゴリズムのいずれかまたは両方を組み込むことにより、コントローラ１０６の実施形態は、図５Ｂに示されるような、高度に複雑な複合波形を生成することが可能である。図５Ｂに見られるように、電着波形５１０は、異なる周波数、振幅、およびオフセットの、正弦波波形部分と、三角波形部分と、方形波部分とを含む。従来技術の電着システムは、このような複合電着波形を、動的に作成または後で修正することは、可能ではない。

上記実施形態において、１つの電着波形信号２２２が、コントローラ１０６から出力されていることを示しているが、波形合成回路２０８および関連する回路は、複数の電着波形信号を供給することができ、これら信号の各々は、異なるコントローラ出力回路２１８を介して、それぞれの電着波形を生成するそれぞれの電着電源に対して、接続することができる。例えば、いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、８つまでの波形信号を出力する。当然ながら、用途によっては、コントローラ１０６は、８つよりも多くの波形信号を、供給するように構成することができる。ＦＰＧＡ回路２１６は、並列処理を提供することができるため、ＦＰＧＡ回路２１６内の制御回路は、波形合成回路２０８を、同時に、かつ独立して制御して、異なる電着波形のそれぞれを生成するように構成することができる。電着波形信号は、全て同じか、全て異なるか、またはその任意の組み合わせとすることができる。

複数の電着波形を、同じ槽、それぞれ異なる槽、またはこれらの任意の組み合わせの槽内に配置された電極のそれぞれの組に、送信することができる。例えば、図２Ｂに示されるように、電着電源１２６’が、電極１４０ａ，１４０ｂの第１の組に接続され、電着電源１２６”が、電極１４０ａ，１４０ｃの第２の組に接続される。コントローラ１０６は、電着波形信号を生成し、これら信号は、次いで、それぞれの電源１２６’，１２６”に送信され、これにより、電極の組に送信される電着波形を制御する。いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、同時に、かつ独立して、電極の組に送信される個別の電着波形の波形パラメータを（例えば、処理内の不一致を考慮するために）制御する。例えば、いくつかの実施形態において、コントローラ１０６は、同時に、かつ独立して、電源１２６’から１組の電極１４０ａ，１４０ｂへの電着波形の、電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを制御し、かつ、電源１２６”から電気化学処理槽１１４内の１組の電極１４０ａ，１４０ｃへの電着波形の、電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを制御するように構成される。

それぞれの電着波形の電流密度、電圧および／または波形位相を制御することにより、加工品１２０に対する電着処理を調整または修正して、加工品１２０に対する電着処理における変化を補償することができる。例えば、電解液濃度における変化（例えば、加工品１２０の一端部から他端部にかけて、端部から加工品１２０の中間部にかけて、または他の何らかの理由による、処理の変化）を、電極１４０ａ，１４０ｂおよび１４０ａ，１４０ｃの組に送信されるそれぞれの電着波形の電流密度、電圧、および／または波形位相を個別に調整することにより、補償することができる。これらの変化は、例えば、センサアセンブリ１６２の１つまたは複数のセンサによって、検知することができ、および／または、これらの変化は、理論的に、および／または後の加工品の分析によって、起こることが知られている場合がある。これらの変化を補償することによって、加工品１２０の全体の皮膜層は、均一に堆積するか、または任意の他の所望の積層プロファイルを有するように堆積することができる。

それぞれ対応する電着波形の間の、電流密度、電圧および／または波形位相は、同じか、または異なることができる。当然ながら、コントローラ１０６により、複数の電極の組を制御することは、単一の槽内の電極の組に限定されない。他の実施形態において、コントローラは、それぞれの電源から、異なる槽内の１組または複数組の電極への、複数の電着波形を制御する（例えば、各槽が、それ自体の加工品（例えば、図１を参照）を有するシステム、および／または、電着処理の間、加工品が、１つの槽から別の槽へと移されるシステムにおいて）。このようなシステムにおいて、コントローラは、それぞれの電極の組への各電着波形の電流密度、電圧、および／または波形位相を適切に制御し、槽から槽へと移される、および／または、それぞれの槽内の加工品が、所望の層プロファイルを有することを確実にする。当然ながら、電極の組の間の、電流密度、電圧、および／または波形位相の調整は、上述した電着波形プロファイルおよび電流密度調整に、追加することができる。すなわち、上述したような処理ステップおよび／またはフィードバック信号に基づく、電着波形信号２２２の変調とともに、１つよりも多くの電着波形信号を、１つよりも多くの電極の組に供給するシステムにおいて、電着波形信号２２２は、電極の組の間の処理における変化に基づき、さらに調整することができる。

複数の電極の組を含む、上述の実施形態において、コントローラ１０６は、電極の組の各々に対応する、１つよりも多くの電着波形信号を生成するように構成されていた。しかし、例えば、ネットワーク１０４（図１を参照）を介して互いに通信する、複数のコントローラが、電着処理内の不一致を調整する同じ機能を、提供することができる。すなわち、コントローラ１０６，１０８，１１０は、互いに通信して、それぞれの槽１１４，１１６，１１８内の電着処理を適切に調整して、上述したような電着処理における不一致を、調整することができる。

加えて、波形の制御とともに、例えば、ポンプ１３２、撹拌器１７０、制御弁１５６等の他の処理装置を、同時に制御するように、コントローラ１０６のＦＰＧＡ回路２１６を構成することができる。ＦＰＧＡ回路２１６は、並列処理を提供することができるため、ＦＰＧＡ回路２１６内の制御回路は、異なる電着波形の各々、および／または、他の制御機能を、コントローラ１０６のリアルタイム処理能力に悪影響を与えることなしに、同時かつ独立して制御するように構成することができる。

以下の実施形態は、本開示の範囲内に含まれる。

１．層状ナノラミネート合金を堆積するためのシステムであって、
１つまたは複数の基体に対する、多層ナノラミネート皮膜または被覆の堆積に用いるための、１組または複数組の電極を、各々が有する、１つまたは複数の電気化学処理槽と、
１組または複数組の電極のうちの対応する電極の組に、それぞれ接続されている、１つまたは複数の電着電源であって、各電源は、電源から出力される所望の電着波形に対応する、複合波形信号を受信するためのアナログ入力接続を有し、各電源は、受信した複合波形信号を増幅して、所望の電着波形を生成し、所望の電着波形を、１組または複数組の電極のうちの対応する電極の組に送信するように構成され、対応する電源からの各所望の電着波形は、対応する基体に対して、多層ナノラミネート皮膜または被覆の少なくとも１つの層の堆積を生成する電着電源と、
プロセッサベースのコントローラであって、
それぞれの電着電源のアナログ入力に送信されるべき、各複合波形信号を生成するように構成された波形合成回路と、
波形合成回路を制御するように構成され、多層ナノラミネート皮膜または被覆の堆積に関する情報を有するレシピの少なくとも一部に基づき、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー（ｓｌｅｗ）、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つをリアルタイムで変調することにより、それぞれの複合波形信号の生成を制御する、合成制御回路と、
各電着電源のアナログ入力にそれぞれ接続されており、対応する複合波形信号を、各電着電源のアナログ入力に送信するように構成された、１つまたは複数のコントローラ出力回路と、を有するプロセッサベースのコントローラと、
を備えるシステム。

２．合成制御回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイを含む、実施形態１のシステム。

３．レシピは、プロセッサベースのコントローラに保存され、レシピは、それぞれの電着波形を生成するための命令を含み、
命令は、それぞれの電着波形の電流密度、電流波形プロファイル、および電圧波形プロファイルの少なくとも１つを含む、実施形態１のシステム。

４．１組または複数組の電極は、陰極と、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の数の陽極とを含み、プロセッサベースのコントローラは、所望の電着波形を、１組または複数組の電極に送信する、実施形態１のシステム。

５．複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つのリアルタイムでの変調は、ベース１次波形の１つまたは複数の第１の特性を、少なくとも１つの別の１次波形の、１つまたは複数の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、それぞれの複合波形信号を生成することを含む、実施形態１のシステム。

６．ベース１次波形および少なくとも１つの別の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態５のシステム。

７．２つ以上の電着電源は、プロセッサベースのコントローラに接続され、電源は、１つまたは複数の電気化学処理槽のうちの個別の槽の長さに沿って、陰極バスバーの個別の部分を制御する、実施形態６のシステム。

８．ベース１次波形の第１の特性および１つまたは複数の別の１次波形の第２の特性は、それぞれの１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、または微分を含む、実施形態５のシステム。

９．ベース１次波形は、それぞれの複合波形信号であり、
少なくとも１つの別の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態５のシステム。

１０．複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つのリアルタイムでの変調は、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、それぞれの複合波形信号を生成することを含む、実施形態１のシステム。

１１．サブ波形シーケンスを直列に組み合わせることは、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形を生成することを含む、実施形態１０のシステム。

１２．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、ナノラミネート皮膜または被覆の堆積の処理ステップ、およびナノラミネート皮膜または被覆の堆積に関するフィードバック信号の少なくとも１つに基づき、動的に修正される、実施形態１１のシステム。

１３．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、フィードバック信号に基づき動的に修正され、
フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、および皮膜抵抗のうちの少なくとも１つに関する、実施形態１２のシステム。

１４．プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路と、ネットワーク通信回路に動作可能に接続され、かつ、リモートコンピューティング装置からレシピを受信するように構成された通信入力回路と、をさらに含む、実施形態１のシステム。

１５．外部通信ネットワークに接続された、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラをさらに備え、
プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに接続され、プロセッサベースのコントローラの各々は、外部通信ネットワーク上のノードを表し、
遠隔計算装置からのレシピは、外部通信ネットワークのノードの各々により受信される、実施形態１４のシステム。

１６．外部通信ネットワークに接続された、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラを、さらに備え、
プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに接続され、プロセッサベースのコントローラの各々は、外部通信ネットワーク上のノードを表し、
プロセッサベースのコントローラは、レシピ内の命令または一部の命令を、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに送信するように、さらに構成されている、実施形態１４のシステム。

１７．プロセッサベースのコントローラは、複数の複合波形信号を生成するように構成されており、フィールドプログラマブルゲートアレイは、波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を含む、実施形態２のシステム。

１８．プロセッサベースのコントローラは、それぞれの所望の電着波形の電流密度、電圧、および波形位相の少なくとも１つを調整して、対応する基体に対するナノラミネート皮膜または被覆の堆積における変化を補償するように構成されている、実施形態１７のシステム。

１９．プロセッサベースのコントローラは、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つに対応する電源ドライバファイルを用いて、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つの、少なくとも１つの特性を考慮に入れるように構成されている、実施形態１のシステム。

２０．少なくとも１つの特性は、スルーレートおよびオーバーシュート率の少なくとも１つを含む、実施形態１９のシステム。

２１．電源ドライバファイルは、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つに対して、プロセッサベースのコントローラにより行われる調整手順に基づいており、
調整手順は、
調整波形信号を、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つに送信すること、
１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つの出力端子の間に、既知の負荷を設置すること、
１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つのスルーレートおよびオーバーシュート率の少なくとも１つを測定すること、および
調整手順の測定結果の少なくとも一部を用いて、電源ドライバファイルを作成すること、を含む実施形態１９のシステム。

２２．それぞれの電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、および流量の少なくとも１つを制御する、１つまたは複数の槽自動化コントローラをさらに備える、実施形態１のシステム。

２３．電着処理用のコントローラであって、
電着電源から出力されるべき、所望の電着波形に対応する複合波形信号を、生成するように構成された波形合成回路と、
波形合成回路を制御するように構成され、電着処理に関する情報を有するレシピの少なくとも一部に基づき、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つをリアルタイムで変調することにより、複合波形信号の生成を制御する、合成制御回路と、
複合波形信号を、電着電源のアナログ入力に送信するように構成された、コントローラ出力回路と、を備えるコントローラ。

２４．合成制御回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイを含む、実施形態２３のコントローラ。

２５．レシピは、電着波形を生成するための命令を含み、
命令は、電着波形の電流密度、電流波形プロファイル、および電圧波形プロファイルのうちの少なくとも１つを含む、実施形態２３のコントローラ。

２６．レシピは、コントローラに保存されている、実施形態２３のコントローラ。

２７．複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つのリアルタイムでの変調は、ベース１次波形の１つまたは複数の第１の特性を、少なくとも１つの別の１次波形の、１つまたは複数の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、複合波形信号を生成することを含む、実施形態２３のコントローラ。

２８．ベース１次波形および少なくとも１つの別の１次波形は、コントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態２７のコントローラ。

２９．複数のプレロード波形は、三角波形、正弦波、方形波、またはカスタム波形を含む、実施形態２８のコントローラ。

３０．ベース１次波形の第１の特性および少なくとも１つの別の１次波形の第２の特性は、それぞれの１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、または微分を含む、実施形態２７のコントローラ。

３１．ベース１次波形は、複合波形信号であり、
少なくとも１つの別の１次波形は、コントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態２７のコントローラ。

３２．複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つのリアルタイムでの変調は、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、複合波形信号を生成することを含む、実施形態２３のコントローラ。

３３．サブ波形シーケンスを直列に組み合わせることは、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形を生成することを含む、実施形態３２のコントローラ。

３４．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、電着処理の処理ステップ、および電着処理に関するフィードバック信号の少なくとも１つに基づき、動的に修正される、実施形態３３のコントローラ。

３５．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、フィードバック信号に基づき動的に修正され、
フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、および皮膜抵抗のうちの少なくとも１つに関する、実施形態３４のコントローラ。

３６．コントローラは、外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路と、ネットワーク通信回路に動作可能に接続され、かつ、リモートコンピューティング装置からレシピを受信するように構成された通信入力回路と、をさらに含む、実施形態２３のコントローラ。

３７．コントローラは、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のコントローラに接続されており、コントローラの各々は、外部通信ネットワーク上のノードを表す、実施形態３６のコントローラ。

３８．コントローラは、レシピ内の命令または一部の命令を、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のコントローラに送信するように、さらに構成されている、実施形態３７のコントローラ。

３９．コントローラは、複数の電着波形に対応する複数の複合波形信号を生成するように構成されており、
フィールドプログラマブルゲートアレイは、波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を含む、実施形態２４のコントローラ。

４０．コントローラは、それぞれの電着波形の電流密度、電圧、および波形位相の少なくとも１つを調整して、電着処理における変化を補償するように構成されている、実施形態３９のコントローラ。

４１．コントローラは、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つに対応する電源ドライバファイルを用いて、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つの、少なくとも１つの特性を考慮に入れるように構成されている、実施形態２３のコントローラ。

４２．少なくとも１つの特性は、スルーレートおよびオーバーシュート率の少なくとも１つを含む、実施形態４１のコントローラ。

４３．電源ドライバファイルは、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つに対して、コントローラにより行われる調整手順に基づいており、
調整手順は、
調整波形信号を、１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つに送信すること、
１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つの出力端子の間に、既知の負荷を設置すること、
１つまたは複数の電着電源のうちの少なくとも１つのスルーレートおよびオーバーシュート率の少なくとも１つを測定すること、および
調整手順の測定結果の少なくとも一部を用いて、電源ドライバファイルを作成すること、を含む実施形態４１のコントローラ。

４４．基体に対して皮膜または被覆を電着するための方法であって、
所望の電着処理に対応する標準化されたレシピを選択するステップと、
基体形状、基体表面積、および基体に対する皮膜または被覆の電着に用いる電着電源の少なくとも１つに関する情報に基づき、標準化されたレシピを調整するステップと、
調整されたレシピに基づき、所望の電着波形に対応する複合波形信号を生成するステップと、
複合波形信号を、電着電源に供給するステップと、
複合波形信号に基づき、電源内で電着波形を生成するステップと、
電着波形を、電源から、基体に対応する電極の組に対して出力するステップと、
電着波形に基づき、基体に対してナノラミネート皮膜または被覆を堆積するステップと、
を含み
出力ステップは、ナノラミネート皮膜または被覆の堆積に関する情報を有するレシピの少なくとも一部に基づき、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つを、リアルタイムで変調するステップを含む、方法。

４５．複合波形信号を生成するステップは、フィールドプログラマブルゲートアレイを用いて、複合波形信号を合成するステップを含む、実施形態４４の方法。

４６．レシピは、電着波形を生成するための命令を含み、
命令は、電着波形の電流密度、電流波形プロファイル、および電圧波形プロファイルの少なくとも１つを含む、実施形態４４の方法。

４７．複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つを、リアルタイムで変調するステップは、ベース１次波形の１つまたは複数の第１の特性を、少なくとも１つの別の１次波形の、１つまたは複数の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、複合波形信号を生成するステップを含む、実施形態４４の方法。

４８．ベース１次波形および少なくとも１つの別の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態４７の方法。

４９．複数のプレロード波形は、三角波形、正弦波、方形波、またはカスタム波形を含む、実施形態４８の方法。

５０．ベース１次波形の第１の特性および１つまたは複数の別の１次波形の第２の特性は、それぞれの１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、または微分を含む、実施形態４７の方法。

５１．ベース１次波形は、複合波形信号であり、
少なくとも１つの別の１次波形は、複数のプレロード波形から選択される、実施形態４７の方法。

５２．複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、および微分の少なくとも１つを、リアルタイムで変調するステップは、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、複合波形信号を生成するステップを含む、実施形態４４の方法。

５３．サブ波形シーケンスを直列に組み合わせるステップは、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形を生成するステップを含む、実施形態５２の方法。

５４．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、皮膜または被覆の堆積の処理ステップ、および皮膜または被覆の堆積に関するフィードバック信号の少なくとも１つに基づき、動的に修正される、実施形態５３の方法。

５５．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、フィードバック信号に基づき動的に修正され、
フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、および皮膜抵抗のうちの少なくとも１つに関する、実施形態５４の方法。

５６．複数の複合波形信号を生成するステップを、さらに含み、
フィールドプログラマブルゲートアレイは、同時かつ独立して、複数の複合波形信号の各々を生成する並列処理能力を含む、実施形態４５の方法。

５７．複合波形信号を生成するステップは、電着電源の少なくとも１つの特徴を考慮に入れる、実施形態４４の方法。

５８．少なくとも１つの特性は、スルーレートおよびオーバーシュート率の少なくとも１つを含む、実施形態５７の方法。

５９．システムであって、
電気化学処理槽と、
加工品に対する、多層ナノラミネート皮膜の堆積に用いられるように構成された電極の組と、
電極の組に接続されている、電着電源であって、電着電源は、複合波形信号を受信するように構成された入力接続を備え、電着電源は、複合波形信号を増幅して、所望の電着波形を生成するように構成され、所望の電着波形は、加工品に対して、多層ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層を堆積するように構成されている、電着電源と、
プロセッサベースのコントローラであって、
複合波形信号を生成するように構成された波形合成回路と、
多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路であって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御するように構成されている、合成制御回路と、
電着電源の入力に接続されており、複合波形信号を、入力に送信するように構成されたコントローラ出力回路と、を備えるプロセッサベースのコントローラと、
を備えるシステム。

６０．システムであって、
電気化学処理槽と、
使用時に、加工品に対して、多層ナノラミネート皮膜を堆積する電極の組と、
電極の組に接続されている、電着電源であって、電着電源は、使用時に、複合波形信号を受信する入力接続を備え、電着電源は、使用時に、複合波形信号を増幅して、所望の電着波形を生成し、所望の電着波形は、使用時に、加工品に対して、多層ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層を堆積する、電着電源と、
プロセッサベースのコントローラであって、
使用時に、複合波形信号を生成する、波形合成回路と、
使用時に、多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御する合成制御回路であって、使用時に、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御する、合成制御回路と、
電着電源の入力に接続されており、使用時に、複合波形信号を、入力に送信するコントローラ出力回路と、を備えるプロセッサベースのコントローラと、
を備えるシステム。

６１．システムであって、
電気化学処理槽と、
加工品に対する、多層ナノラミネート皮膜の堆積に用いるための電極の組と、
複合波形信号を増幅して、加工品に対して多層ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層を堆積するための電着電源であって、所望の電着波形を生成し、複合波形信号を受信するための入力接続を備える、電着電源と、
プロセッサベースのコントローラであって、
複合波形信号を生成するための、波形合成回路と、
多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御する合成制御回路であって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御する、合成制御回路と、
複合波形信号を、電着電源の入力に送信するためのコントローラ出力回路と、を備えるプロセッサベースのコントローラと、
を備えるシステム。

６２．合成制御回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイを備える、実施形態５９乃至６１のいずれかのシステム。

６３．レシピは、プロセッサベースのコントローラに保存される、実施形態５９乃至６２のいずれかのシステム。

６４．レシピは、所望の電着波形を生成するための命令を含み、
命令は、所望の電着波形の電流密度、所望の電着波形の電流波形プロファイル、所望の電着波形の電圧波形プロファイル、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態５９乃至６３のいずれかのシステム。

６５．電極の組は、陰極と、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の数の陽極とを含む、実施形態５９乃至６４のいずれかのシステム。

６６．電着電源は、所望の電着波形を、電極の組に送信するように構成されている、実施形態５９乃至６５のいずれかのシステム。

６７．電着電源は、使用時に、所望の電着波形を、電極の組に送信する、実施形態５９乃至６５のいずれかのシステム。

６８．プロセッサベースのコントローラは、所望の電着波形を、電極の組に送信するように構成されている、実施形態５９乃至６７のいずれかのシステム。

６９．プロセッサベースのコントローラは、使用時に、所望の電着波形を、電極の組に送信する、実施形態５９乃至６７のいずれかのシステム。

７０．リアルタイムでの変調は、ベース１次波形の第１の特性を、第２の１次波形の第２の特性を用いて、第１の特性および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、複合波形信号を生成することを含む、実施形態５９乃至６９のいずれかのシステム。

７１．ベース１次波形および第２の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から、独立して選択される、実施形態７０のシステム。

７２．電着電源は、プロセッサベースのコントローラに接続された複数の電着電源のうちの１つである、実施形態７１のシステム。

７３．複数の電着電源は、電気化学処理槽の長さの少なくとも一部に沿って配置された陰極バスバーの個別の部分を独立して制御する、実施形態７３のシステム。

７４．ベース１次波形の第１の特性および第２の１次波形の第２の特性は、それぞれの１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、独立して含む、実施形態７０乃至７３のいずれかのシステム。

７５．ベース１次波形は、複合波形信号であり、
第２の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態７４のシステム。

７６．リアルタイムでの変調は、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、複合波形信号を生成することを含む、実施形態５９乃至７５のいずれかのシステム。

７７．リアルタイムでの変調は、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形シーケンスを生成することを含む、実施形態７６のシステム。

７８．所望のサイクルカウント数および所望のシーケンス順の少なくとも１つは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の堆積の処理ステップ、ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の堆積に関するフィードバック信号、またはこれらの組み合わせに基づき、独立して動的に修正される、実施形態７７のシステム。

７９．所望のサイクルカウント数および所望のシーケンス順の少なくとも１つは、フィードバック信号に基づき独立して動的に修正され、
フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、またはこれらの組み合わせに関する、実施形態７８のシステム。

８０．プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路をさらに備え、ネットワーク通信回路は、リモートコンピューティング装置からレシピを受信するように構成されている、実施形態５９乃至７９のいずれかのシステム。

８１．プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路をさらに備え、ネットワーク通信回路は、使用時に、リモートコンピューティング装置からレシピを受信する、実施形態５９乃至７９のいずれかのシステム。

８２．外部通信ネットワークに接続されるように構成された、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラをさらに備え、
プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに接続されるように構成されており、
プロセッサベースのコントローラの各々は、外部通信ネットワーク上のノードを表す、実施形態８０または８１のシステム。

８３．使用時に、外部通信ネットワークに接続される、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラをさらに備え、
プロセッサベースのコントローラは、使用時に、外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに接続され、
プロセッサベースのコントローラの各々は、外部通信ネットワーク上のノードを表す、実施形態８０または８１のシステム。

８４．外部通信ネットワークの各ノードは、レシピを受信するように構成されている、実施形態８２または８３のシステム。

８５．外部通信ネットワークの各ノードは、使用時に、レシピを受信する、実施形態８２または８３のシステム。

８６．プロセッサベースのコントローラは、レシピの命令の少なくとも一部を、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに、外部通信ネットワークを介して送信するように、さらに構成されている、実施形態８２乃至８５のいずれかのシステム。

８７．プロセッサベースのコントローラは、使用時に、レシピの命令の少なくとも一部を、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラに、外部通信ネットワークを介して送信する、実施形態８２乃至８５のいずれかのシステム。

８８．プロセッサベースのコントローラは、複数の複合波形信号を生成するように構成されており、フィールドプログラマブルゲートアレイは、波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を有する、実施形態６２乃至８７のいずれかのシステム。

８９．プロセッサベースのコントローラは、使用時に、複数の複合波形信号を生成し、フィールドプログラマブルゲートアレイは、波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を有する、実施形態６２乃至７７のいずれかのシステム。

９０．プロセッサベースのコントローラは、所望の電着波形の電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを調整して、加工品に対するナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の堆積における変化を補償するように構成されている、実施形態８８または８９のシステム。

９１．プロセッサベースのコントローラは、使用時に、所望の電着波形の電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを調整することにより、加工品に対するナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の堆積における変化を補償する、実施形態８８または８９のシステム。

９２．プロセッサベースのコントローラは、電着電源に対応する電源ドライバファイルを用いて、電着電源の特性を考慮に入れるように構成されている、実施形態５９乃至９１のいずれかのシステム。

９３．プロセッサベースのコントローラは、使用時に、電着電源に対応する電源ドライバファイルを用いて、電着電源の特性を考慮に入れる、実施形態５９乃至９１のいずれかのシステム。

９４．電着電源の特性は、スルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態９２または９３のシステム。

９５．電源ドライバファイルは、電着電源に対して、プロセッサベースのコントローラにより行われる調整手順に基づく、実施形態９２または９３のシステム。

９６．調整手順は、
調整波形信号を、電着電源に送信すること、
電着電源の出力端子の間に、既知の負荷を設置すること、
電着電源のスルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを測定すること、および
スルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせの測定の結果を、少なくとも用いて、電源ドライバファイルを作成すること、を含む、実施形態９５のシステム。

９７．それぞれの電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、流量、またはこれらの組み合わせを制御するように構成された、槽自動化コントローラをさらに備える、実施形態５９乃至９６のいずれかのシステム。

９８．使用時に、それぞれの電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、流量、またはこれらの組み合わせを制御する、槽自動化コントローラをさらに備える、実施形態５９乃至９６のいずれかのシステム。

９９．温度、レベル、電解液濃度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、電極間の電圧または電流、撹拌速度、またはこれらの組み合わせを検出するように構成されているセンサアセンブリをさらに備える、実施形態５９乃至９８のいずれかのシステム。

１００．使用時に、温度、レベル、電解液濃度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、電極間の電圧または電流、撹拌速度、またはこれらの組み合わせを検出するセンサアセンブリをさらに備える、実施形態５９乃至９８のいずれかのシステム。

１０１．センサアセンブリは、フィードバック信号を、プロセッサベースのコントローラに供給するように構成されている、実施形態９９または１００のシステム。

１０２．センサアセンブリは、使用時に、フィードバック信号を、プロセッサベースのコントローラに供給する、実施形態９９または１００のシステム。

１０３．リアルタイムでの変調は、フィードバック信号の受信に応じた、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分またはこれらの組み合わせを調整することを含む、実施形態１０１または１０２のシステム。

１０４．センサアセンブリは、フィードバック信号を、槽自動化コントローラに供給するように構成されている、実施形態９９または１００のいずれかのシステム。

１０５．センサアセンブリは、使用時に、フィードバック信号を、槽自動化コントローラに供給する、実施形態９９または１００のいずれかのシステム。

１０６．槽自動化コントローラは、フィードバック信号を、プロセッサベースのコントローラに供給するように構成されている、実施形態１０４または１０５のシステム。

１０７．槽自動化コントローラは、使用時に、フィードバック信号を、プロセッサベースのコントローラに供給する、実施形態１０４または１０５のシステム。

１０８．槽自動化コントローラは、フィードバック信号の受信に応じて、それぞれの電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、流量、またはこれらの組み合わせを調整するように構成されている、実施形態９７乃至１０７のいずれかのシステム。

１０９．槽自動化コントローラは、使用時に、フィードバック信号の受信に応じて、それぞれの電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、流量、またはこれらの組み合わせを調整する、実施形態９７乃至１０７のいずれかのシステム。

１１０．プロセッサベースのコントローラは、ＤＣから約３５０ＫＨｚの範囲のサンプルレートを有する、実施形態５９乃至１０９のいずれかのシステム。

１１１．電着電源は、約５ミリ秒以下の切替速度を有する、実施形態５９乃至１１０のいずれかのシステム。

１１２．電着処理用のコントローラであって、
電着波形に対応する複合波形信号を、生成するように構成された波形合成回路であって、複合波形信号を、電着電源に送信するように、さらに構成されている、波形合成回路と、
多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路であって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御するように構成されている、合成制御回路と、
複合波形信号を、電着電源の入力に送信するように構成されたコントローラ出力回路と、を備えるコントローラ。

１１３．電着処理用のコントローラであって、
使用時に、電着波形に対応する複合波形信号を生成し、複合波形信号を、電着電源に送信する、波形合成回路と、
使用時に、多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御する合成制御回路であって、使用時に、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御する、合成制御回路と、
使用時に、複合波形信号を、電着電源の入力に送信するコントローラ出力回路と、を備えるコントローラ。

１１４．電着処理用のコントローラであって、
使用時に、電着波形に対応する複合波形信号を生成し、複合波形信号を、電着電源に送信する、波形合成回路と、
使用時に、多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、波形合成回路を制御する合成制御回路であって、使用時に、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された複合波形信号を制御する、合成制御回路と、
使用時に、複合波形信号を、電着電源の入力に送信するコントローラ出力回路と、を備えるコントローラ。

１１５．合成制御回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイを備える、実施形態１１２乃至１１４のいずれかのコントローラ。

１１６．レシピは、電着波形を生成するための命令を含み、
命令は、電着波形の電流密度、電着波形の電流波形プロファイル、電着波形の電圧波形プロファイル、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１１２乃至１１５のいずれかのコントローラ。

１１７．レシピは、コントローラに保存される、実施形態１１２乃至１１６のいずれかのコントローラ。

１１８．リアルタイムでの変調は、ベース１次波形の第１の特性を、第２の１次波形の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、複合波形信号を生成することを含む、実施形態１１２乃至１１７のいずれかのコントローラ。

１１９．ベース１次波形および第２の１次波形は、コントローラに保存された複数のプレロード波形から、独立して選択される、実施形態１１８のコントローラ。

１２０．複数のプレロード波形は、三角波形、正弦波、方形波、またはカスタム波形を含む、実施形態１１９のコントローラ。

１２１．ベース１次波形の第１の特性および第２の１次波形の第２の特性は、それぞれの１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、独立して含む、実施形態１１８乃至１２０のいずれかのコントローラ。

１２２．ベース１次波形は、複合波形信号であり、
第２の１次波形は、コントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、実施形態１１８のコントローラ。

１２３．リアルタイムでの変調は、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、複合波形信号を生成することを含む、実施形態１１２乃至１２２のいずれかのコントローラ。

１２４．リアルタイムでの変調は、サブ波形サイクルカウントにわたって、かつサブ波形シーケンス順で、サブ波形シーケンスを生成することを含む、実施形態１２３のコントローラ。

１２５．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、電着処理の処理ステップ、電着処理に関するフィードバック信号、またはこれらの組み合わせに基づき、独立して動的に修正される、実施形態１２４のコントローラ。

１２６．サブ波形サイクルカウントおよびサブ波形シーケンス順の少なくとも１つは、フィードバック信号に基づき独立して動的に修正され、
フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、またはこれらの組み合わせに関する、実施形態１２５のコントローラ。

１２７．外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路をさらに備え、ネットワーク通信回路は、外部通信ネットワークを介して、レシピを受信するように構成されている、実施形態１１２乃至１２６のいずれかのコントローラ。

１２８．外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路をさらに備え、ネットワーク通信回路は、使用時に、外部通信ネットワークを介して、レシピを受信する、実施形態１１２乃至１２６のいずれかのコントローラ。

１２９．外部通信ネットワークは、１つまたは複数の別のコントローラに接続されており、１つまたは複数の別のコントローラの各々は、外部通信ネットワーク上のノードを表す、実施形態１２７または１２８のコントローラ。

１３０．ネットワーク通信回路は、レシピの命令の少なくとも一部を、１つまたは複数の別のコントローラに、外部通信ネットワークを介して送信するように構成されている、実施形態１２９のコントローラ。

１３１．ネットワーク通信回路は、使用時に、レシピの命令の少なくとも一部を、１つまたは複数の別のコントローラに、外部通信ネットワークを介して送信する、実施形態１２９のコントローラ。

１３２．コントローラは、複数の電着波形に対応する複数の複合波形信号を生成するように構成されており、
フィールドプログラマブルゲートアレイは、波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を備える、実施形態１１５乃至１３１のいずれかのコントローラ。

１３３．コントローラは、使用時に、複数の電着波形に対応する複数の複合波形信号を生成し、
フィールドプログラマブルゲートアレイは、波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を備える、実施形態１１５乃至１３１のいずれかのコントローラ。

１３４．コントローラは、それぞれの電着波形の電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを調整して、電着処理における変化を補償するように構成されている、実施形態１３２または１３３のコントローラ。

１３５．コントローラは、使用時に、それぞれの電着波形の電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを調整して、電着処理における変化を補償する、実施形態１３２または１３３のコントローラ。

１３６．コントローラは、電着電源に対応する電源ドライバファイルを用いて、電着電源の特性を考慮に入れるように構成されている、実施形態１１２乃至１３５のいずれかのコントローラ。

１３７．コントローラは、使用時に、電着電源に対応する電源ドライバファイルを用いて、電着電源の特性を考慮に入れる、実施形態１１２乃至１３５のいずれかのコントローラ。

１３８．特性は、スルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１３６または１３７のコントローラ。

１３９．電源ドライバファイルは、電着電源に対して、コントローラにより行われる調整手順に基づいている、実施形態１３６乃至１３８のいずれかのコントローラ。

１４０．調整手順は、
調整波形信号を、電着電源に送信すること、
電着電源の出力端子の間に、既知の負荷を設置すること、
電着電源のスルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを測定すること、および
スルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせの測定の結果を、少なくとも用いて、電源ドライバファイルを作成すること、を含む、実施形態１３９のコントローラ。

１４１．リアルタイムでの変調は、センサアセンブリからのフィードバック信号の受信に応じた、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分またはこれらの組み合わせを調整することを含む、実施形態１１２乃至１４０のいずれかのコントローラ。

１４２．コントローラは、電着波形を、電極の組に送信するように構成されている、実施形態１１２乃至１４１のいずれかのコントローラ。

１４３．コントローラは、使用時に、電着波形を、電極の組に送信する、実施形態１１２乃至１４２のいずれかのコントローラ。

１４４．コントローラは、ＤＣから約３５０ＫＨｚの範囲のサンプルレートを有する、実施形態１１２乃至１４３のいずれかのコントローラ。

１４５．加工品に皮膜を電着するための方法であって、
電着処理に対応するレシピを選択するステップと、
加工品形状、加工品表面積、電着電源、またはこれらの組み合わせに関する情報に基づき、レシピを調整することにより、専用のレシピを生成するステップと、
調整されたレシピに基づく、所望の電着波形に対応する複合波形信号を生成するステップであって、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、少なくともレシピに基づき、リアルタイムで変調するステップを含む、生成ステップと、
複合波形信号を、電着電源に供給するステップと、
電着波形を、電源により、複合波形信号に基づき生成するステップと、
電着波形を、電着処理槽内の電極の組に送信し、これにより、加工品に対して被膜を堆積するステップと、
を含む方法。

１４６．複合波形信号は、フィールドプログラマブルゲートアレイを用いて生成される、実施形態１４５の方法。

１４７．レシピは、電着波形を生成するための命令を含み、
命令は、電着波形の電流密度、電着波形の電流波形プロファイル、電着波形の電圧波形プロファイル、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、実施形態１４５または１４６の方法。

１４８．複合波形信号の生成ステップは、ベース１次波形の第１の特性を、第２の１次波形の第２の特性を用いて、第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調するステップを含む、実施形態１４５乃至１４７のいずれかの方法。

１４９．ベース１次波形および第２の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から、独立して選択される、実施形態１４８の方法。

１５０．複数のプレロード波形は、三角波形、正弦波、方形波、またはカスタム波形を含む、実施形態１４９の方法。

１５１．ベース１次波形の第１の特性および第２の１次波形の第２の特性は、１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、独立して含む、実施形態１４８乃至１５０のいずれかの方法。

１５２．ベース１次波形は、複合波形信号であり、
第２の１次波形は、複数のプレロード波形から選択される、実施形態１４８乃至１５１のいずれかの方法。

１５３．複合波形信号の生成ステップは、サブ波形シーケンスを直列に組み合わせるステップを含む、実施形態１４５乃至１５２のいずれかの方法。

１５４．サブ波形シーケンスを直列に組み合わせるステップは、サブ波形サイクルカウントにわたって、かつサブ波形シーケンス順で、サブ波形を生成するステップを含む、実施形態１５３の方法。

１５５．サブ波形サイクルカウント、サブ波形シーケンス順、またはこれらの組み合わせは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、皮膜の堆積の処理ステップ、皮膜の堆積に関するフィードバック信号、またはこれらの組み合わせに基づき、独立して動的に修正される、実施形態１５４の方法。

１５６．サブ波形サイクルカウント、サブ波形シーケンス順、またはこれらの組み合わせは、フィードバック信号に基づき独立して動的に修正され、
フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、またはこれらの組み合わせに関する、実施形態１５５の方法。

１５７．複数の複合波形信号を、フィールドプログラマブルゲートアレイにより生成するステップをさらに含み、フィールドプログラマブルゲートアレイは、複数の複合波形信号の各々を、同時かつ独立して生成する並列処理能力を有する、実施形態１４６乃至１５６のいずれかの方法。

１５８．複合波形信号の生成ステップは、電着電源の特性を考慮に入れる、実施形態１４５乃至１５７のいずれかの方法。

１５９．特性は、スルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１５８の方法。

１６０．センサアセンブリにより、温度、レベル、電解液濃度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、電極間の電圧または電流、撹拌速度、またはこれらの組み合わせを検出するステップをさらに含む、実施形態１４５乃至１５９のいずれかの方法。

１６１．センサアセンブリにより、フィードバック信号を、プロセッサベースのコントローラに供給するステップをさらに含む、実施形態１６０の方法。

１６２．リアルタイムでの変調ステップは、フィードバック信号の受信に応じた、複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分またはこれらの組み合わせを調整することを含む、実施形態１６１の方法。

１６３．センサアセンブリにより、フィードバック信号を、槽自動化コントローラに供給するステップをさらに含む、実施形態１６０の方法。

１６４．槽自動化コントローラにより、フィードバック信号を、プロセッサベースのコントローラに供給するステップをさらに含む、実施形態１６３の方法。

１６５．槽自動化コントローラにより、フィードバック信号の受信に応じて、それぞれの電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、流量、またはこれらの組み合わせを調整するステップをさらに含む、実施形態１６０の方法。

１６６．電着波形は、電源から電極の組に送信される、実施形態１４５乃至１６５のいずれかの方法。

１６７．電着波形は、プロセッサベースのコントローラから、電極の組に送信される、実施形態１４９乃至１６５のいずれかの方法。

１６８．プロセッサベースのコントローラは、ＤＣから約３５０ＫＨｚの範囲のサンプルレートを有する、実施形態１４９乃至１６７のいずれかの方法。

１６９．電着電源は、約５ミリ秒以下の切替速度を有する、実施形態１４５乃至１６８のいずれかの方法。

本主題は、構造的特徴および／または方法論的動作に特定の言語で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲に定義された主題は、必ずしも説明された特定の特徴または動作に限定されないものと理解される。むしろ、特定の特徴および動作は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示される。

上述した様々な実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。米国特許出願第６２／３９４，５５２号を含む、本明細書で参照され、および／または出願データシートに記載された全ての米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許刊行物の全体が、参考として本明細書に組み込まれる。実施形態の態様を、必要に応じて修正し、様々な特許、出願および刊行物の概念を採用して、さらなる実施形態を提供することができる。

上記の詳細な説明に鑑みて、これらおよび他の変更を、実施形態に加えることができる。一般に、添付の特許請求の範囲において使用される用語は、特許請求の範囲を、明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に、限定するものと解釈されるべきではなく、このような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の完全な範囲に沿う、全ての可能な実施形態を含むものと解釈すべきである。従って、特許請求の範囲は、本開示によって限定されない。

Claims (27)

1. システムであって、
   電気化学処理槽と、
   加工品に対して、多層ナノラミネート皮膜を堆積するために構成された電極の組と、
   前記電極の組に接続されている、電着電源であって、前記電着電源は、複合波形信号を受信するように構成された入力接続を備え、前記電着電源は、前記複合波形信号を増幅して、所望の電着波形を生成するように構成され、前記所望の電着波形は、前記加工品に対して、前記多層ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層を堆積するように構成されている、電着電源と、
   を備えており、
   前記電着電源は、プロセッサベースのコントローラに接続された複数の電着電源のうちの１つであり、複数の前記電着電源は、前記電気化学処理槽の長さの少なくとも一部に沿って配置された前記電極の組の電極の個別の部分を独立して制御するとともに、 前記プロセッサベースのコントローラは、
   前記複合波形信号を生成するように構成された波形合成回路と、
   前記多層ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の前記堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、前記波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路であって、前記複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー（ｓｌｅｗ）、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された前記複合波形信号を制御するように構成され、リアルタイムでの前記変調は、ベース１次波形の第１の特性を、第２の１次波形の第２の特性を用いて、前記第１の特性および前記第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、前記複合波形信号を生成することを含む、または、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形シーケンスを生成し、前記サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、前記複合波形信号を生成することを含む、合成制御回路と、
   前記電着電源の入力に接続されており、前記複合波形信号を、前記入力に送信するように構成されたコントローラ出力回路と、
   を備えることを特徴とするシステム。
2. 前記合成制御回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイを備え、又は、 前記レシピは、前記プロセッサベースのコントローラに保存され、又は、
   前記レシピは、前記所望の電着波形を生成するための命令を含み、前記命令は、前記所望の電着波形の電流密度、前記所望の電着波形の電流波形プロファイル、前記所望の電着波形の電圧波形プロファイル、またはこれらの組み合わせを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記ベース１次波形および前記第２の１次波形は、前記プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から、独立して選択され、又は、
   前記ベース１次波形の第１の特性および前記第２の１次波形の第２の特性は、それぞれの前記１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、独立して含み、又は、
   前記ベース１次波形は、前記複合波形信号であり、前記第２の１次波形は、前記プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から選択される、 ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記所望のサイクルカウント数および前記所望のシーケンス順の少なくとも１つは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、前記ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の前記堆積の処理ステップ、前記ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の前記堆積に関するフィードバック信号、またはこれらの組み合わせに基づき、独立して動的に修正される、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記所望のサイクルカウント数および前記所望のシーケンス順の少なくとも１つは、前記フィードバック信号に基づき独立して動的に修正され、
   前記フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、またはこれらの組み合わせに関する、ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 前記プロセッサベースのコントローラは、外部通信ネットワークに通信可能に接続されたネットワーク通信回路をさらに備え、前記ネットワーク通信回路は、リモートコンピューティング装置から前記レシピを受信するように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記外部通信ネットワークに接続されるように構成された、１つまたは複数の別のプロセッサベースのコントローラをさらに備え、
   前記プロセッサベースのコントローラは、前記外部通信ネットワークを介して、１つまたは複数の別の前記プロセッサベースのコントローラに接続されるように構成されており、
   前記プロセッサベースのコントローラの各々は、前記外部通信ネットワーク上のノードを表す、ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 前記外部通信ネットワークの各ノードは、前記レシピを受信するように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記プロセッサベースのコントローラは、前記レシピの命令の少なくとも一部を、１つまたは複数の別の前記プロセッサベースのコントローラに、前記外部通信ネットワークを介して送信するように、さらに構成されている、ことを特徴とする請求項７または８に記載のシステム。
10. 前記プロセッサベースのコントローラは、複数の複合波形信号を生成するように構成されており、前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記波形合成回路を、同時かつ独立して制御して、複数の前記複合波形信号の各々を生成する、並列処理能力を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
11. 前記プロセッサベースのコントローラは、前記所望の電着波形の電流密度、電圧、波形位相、またはこれらの組み合わせを調整して、前記加工品に対する前記ナノラミネート皮膜の少なくとも１つの層の前記堆積における変化を補償するように構成されている、ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記プロセッサベースのコントローラは、前記電着電源に対応する電源ドライバファイルを用いて、前記電着電源の特性を考慮に入れるように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のシステム。
13. 前記電源ドライバファイルは、前記電着電源に対して、前記プロセッサベースのコントローラにより行われる調整手順に基づいており、
    調整手順は、
    調整波形信号を、前記電着電源に送信すること、
    前記電着電源の出力端子の間に、既知の負荷を設置すること、
    前記電着電源のスルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを測定すること、および
    前記スルーレート、前記オーバーシュート率、またはこれらの前記組み合わせの前記測定の結果を、少なくとも用いて、前記電源ドライバファイルを作成すること、を含む、ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. それぞれの前記電気化学処理槽の電解液レベル、電解液温度、撹拌速度、流量、またはこれらの組み合わせを制御するように構成された、槽自動化コントローラをさらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のシステム。
15. 前記電着電源は、前記所望の電着波形を、前記電極の組に送信するように構成されている、又は、
    前記プロセッサベースのコントローラは、前記所望の電着波形を、前記電極の組に送信するように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のシステム。
16. 電着処理用のコントローラであって、
    電着波形に対応する複合波形信号を、生成するように構成された波形合成回路であって、前記複合波形信号を、電着電源に送信するように、さらに構成されている、波形合成回路と、
    多層ナノラミネート皮膜の、少なくとも１つの層の堆積に関するパラメータを有するレシピの少なくとも一部に基づき、前記波形合成回路を制御するように構成された合成制御回路であって、前記複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、リアルタイムで変調することにより生成された前記複合波形信号を制御するように構成され、リアルタイムでの前記変調は、ベース１次波形の第１の特性を、第２の１次波形の第２の特性を用いて、前記第１の特性および前記第２の特性の間の関数関係に基づき変調して、前記複合波形信号を生成することを含む、または、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順で、サブ波形シーケンスを生成し、前記サブ波形シーケンスを直列に組み合わせて、前記複合波形信号を生成することを含む、合成制御回路と、
    前記複合波形信号を、前記電着電源の入力に送信するように構成されたコントローラ出力回路と、
    を備えることを特徴とするコントローラ。
17. 加工品に皮膜を電着するための方法であって、
    電着処理に対応するレシピを選択するステップと、
    加工品形状、加工品表面積、複数の電着電源、またはこれらの組み合わせに関する情報に基づき、前記レシピを調整することにより、専用のレシピを生成するステップと、
    プロセッサベースのコントローラにより、複合波形信号を生成するステップであって、前記複合波形信号は、調整された前記レシピに基づく、所望の電着波形に対応しており、前記複合波形信号の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、少なくとも前記レシピに基づき、リアルタイムで変調するステップであって、前記複合波形信号を前記生成するステップは、前記複合波形信号を生成するために、ベース１次波形の第１の特性を、第２の１次波形の第２の特性を用いて、前記第１および第２の特性の間の関数関係に基づき変調するステップを含む、または、前記複合波形信号を生成するために、所望のサイクルカウント数にわたって、かつ所望のシーケンス順でサブ波形シーケンスを生成し、前記サブ波形シーケンスを直列に組み合わせるステップを含む、生成ステップと、
    前記複合波形信号を、前記プロセッサベースのコントローラから、前記複数の電着電源に供給するステップと、
    電着波形を、前記複数の電着電源により、前記複合波形信号に基づき生成するステップと、
    前記電着波形を、電着処理槽内の電極の組の複数の電極の部分の各部に送信し、これにより、前記加工品に対して前記皮膜を堆積するステップと、
    を含む、ことを特徴とする方法。
18. 前記複合波形信号は、フィールドプログラマブルゲートアレイを用いて生成される、又は、
    前記レシピは、前記電着波形を生成するための命令を含み、前記命令は、前記電着波形の電流密度、前記電着波形の電流波形プロファイル、前記電着波形の電圧波形プロファイル、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記ベース１次波形および前記第２の１次波形は、プロセッサベースのコントローラに保存された複数のプレロード波形から、独立して選択される、ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 複数の前記プレロード波形は、三角波形、正弦波、方形波、またはカスタム波形を含む、ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記ベース１次波形の第１の特性および前記第２の１次波形の第２の特性は、前記１次波形の波形形状、周波数、振幅、オフセット、スルー、波長、位相、速度、微分、またはこれらの組み合わせを、独立して含む、又は、
    前記ベース１次波形は、前記複合波形信号であり、前記第２の１次波形は、複数のプレロード波形から選択される、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
22. 前記所望のサイクルカウント数、前記所望のシーケンス順、またはこれらの組み合わせは、所定の時間、所定のサブ波形サイクルカウント、前記皮膜の堆積の処理ステップ、前記皮膜の堆積に関するフィードバック信号、またはこれらの組み合わせに基づき、独立して動的に修正される、ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
23. 前記所望のサイクルカウント数、前記所望のシーケンス順、またはこれらの組み合わせは、前記フィードバック信号に基づき独立して動的に修正され、
    前記フィードバック信号は、電解液濃度、電解液レベル、電解液温度、皮膜厚さ、皮膜抵抗、またはこれらの組み合わせに関する、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 複数の複合波形信号を、前記フィールドプログラマブルゲートアレイにより生成するステップをさらに含み、前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、複数の前記複合波形信号の各々を、同時かつ独立して生成する並列処理能力を有する、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
25. 前記複合波形信号の生成ステップは、前記電着電源の特性を考慮に入れる、ことを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれかに記載の方法。
26. 前記特性は、スルーレート、オーバーシュート率、またはこれらの組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記電着波形は、前記電源から前記電極の組に送信される、ことを特徴とする請求項１７乃至２６のいずれかに記載の方法。

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