直接电镀工艺综合阐述
发布时间:2016-11-29 00:36
(一)法拉第定律
第一定理──在镀液进行电渡时(钛电极)阴极上所“附积”的金属净重(或阳极所侵蚀作用者)与所通过的电池容量正比。
第二定理──在不同镀液中以相同的电池容量进行电渡时,其各有附积出来的净重两者之间化学当量正比。
上述第一定理中的“电池容量”,其为电流强度与时间的乘积,基础理论单位是库伦,实肜电位差为安培.分或安培/小时.以硫酸铜中的二价铜离子为例,其第一位库伦的电池容量在100%的阴极速率下可以镀出0.3294毫克的全铜,每1安培小时可镀出1.186g的全铜.电池容量越大镀出越大.第二定理是对不同镀液的相对而言,上述的滚镀量就是指硫酸铜的二价铜离子来讲,若镀液改为氰化铜液的一价铜离子之际,则一样1个安培小时的电池容量可以镀出全铜2.372g,纵然1价铜的化当量为63.57/1,2价铜的化学当量是63.57/2,故前者的附积量在同电池容量时是再者的四倍。
(二) 阴极膜
电渡完成时愈靠近阴极被镀物表面时其金属正离子溶度愈低,现因其溶度降低1%处起直至被镀物表面已经的一薄层液膜称作“阴极膜”.薄层中因为金属正离子渐少且发生氯气以至电阻器增加导电体欠佳阻拦金属之顺当登入.且此膜也因镀体之外观设计波动富于原薄不同,外观设计凸起来峰处膜层较薄故在远方之高浓正离子容易填补使该处择优被镀上,即所谓之高电流强度区,相反低凹谷处自然不易镀上.现将各部分地域之电流强度以关系式探讨之:
Ilim=nFADCb/∮
Ilim──部分地域电流量之大小
n───电子数
F───法拉第常数(镀出1g金属所需之电池容量)
A───该处占地面大小
D───金属正离子之扩散系数
Cb──大量镀液之均值溶度
∮──阴极膜薄厚
由上式推测降低阴极膜的薄厚有利于涂层之均匀分布.故电渡需做各种拌和如幽门杆菌、镀流动性、阴极的摇摆等其目的都会降低阴极膜的薄厚,在靠近被镀物表面处足以变多金属正离子的投放量.
(三) 镀液的电阴
总电阴=外路及接点+生液體+阴极膜.
线路板在进行烧录时待镀的占地面都很大,故需要的交流电流也挺高而常达千余安培,以求良好的涂层其电流多控制在5伏之下.但按A=V/R之关系式认为,其总电阻器必须很小才能满足此奥姆定理,故应做到外路及接点低外路及接点,加温镀液以降低生液體,拌和镀液以降低阴极膜.不然电流太高了会引起水彼电,解会产生多量的标准气压,大大的影响涂层的质量。
(四) 当金属浸于其盐类之水溶液为光,其表面即发生金溶成正离子或正离子登入成为金属之换置可逆反应,直至某一电位差下达到平衡.若在恒温过热蒸汽下以钛电极稀西安市液时白金阴极表面之氯气光当做随意零值,将各种金属于此“零值极”.对接做对比时,可找各种金属对氢标准金属电极之电位差来.再将金属及其正离子间之空气氧化或还原成电位差对NHE比较排布而成“电化学顺序”或电动式顺序.以还原成见解来讲,比氢开朗的金属冠以负数使其排布在氢的上位txt,如锌为-0.762,表示锌比较容易空气氧化成正离子,不易登入成金属,基础理论上最少要加上0.762V以上才能将之镀出. 比氢高雅者冠以恰逢,排到氢的下位,愈在下位者愈容易还原成镀出来,除此之外其金属能在自然情况下较安定,相反在上位txt者则容易锈蚀了。
(五) 氢超电流
电渡时氢氧根离子会泳向阴极而形成氯气逸出,这种氢氧根离子在溶液中的行径与金属相同,故比氢开朗的金属在电渡时,基础理论上是氢先出来后才轮到金属的登入,但实际上确是金属比氢出来的多,这种阻拦氢出来的附加电坟称作“氢超电流”. 氯气出现在镀件表面上未马上撵走时,会阻拦之后金属在该点的登入,因而引起涂层的凹点故尽可能提升镀液的氢超电流及降低镀液界面张力并拌和以撵走氯气泡都是电渡所常追求的技术。
(六) 电极化
金属电极在其盐类溶液中可以形成一各可逆性的平衡,对外界来讲并无正负极之分极现象.但若另外产生一电流分离出来正负极进行钛电极时,除此以外加电流称之为Overvoltane,overpotential,或电极化,却战胜各种困难使金属足以顺当登入,必须超出各种电极化,如活性电极化、溶度电极化、电阻器电极化、及气体电极化时,其总值其为电渡进行需用之最低电流.为使涂层极致来讲常进入各种改性剂,以改变阻极表面的部分现象,使涂层较为均匀分布.
(七) 质量输送机
带正电的金属正离子团要不断的泳向阴极,以填补其不断的耗费.这种正离子团的移动是以几种方式进行,即转移,对流传热及外扩散现分述于后:
(1)转移──在1mole硫酸铜溶液中以1v/厘米电位差系数在25℃下进行电渡,Cu的绝对迁移率是5.9*10-4厘米/sec.当陰陽极相差10厘米在3V下操作时,阳极溶出的铜离子要71分钟才向阴极走1厘米远,要15小时才能达到阴极表面.故知电渡的成效,转移所占的战功确实并不大,只能将阴极周边的金属正离子引向陆地罢了.
(2)对流传热──镀液必须做迅速的流动性,使侧后方高浓的金属正离子能尽早的填补阴极膜中的耗费,故对流传热才是质量输送机的主力吸筹.以幽门杆菌、过滤系统流动性、搅拌、及加温等方式使镀液迅速的交換是电渡最重要的工程.
(3)外扩散──阴极