PCB电镀镀铜层厚的计算方法
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镀层厚度是如何计算的?
镀层厚度是如何计算的?
镀层厚度是可以通过电沉积参数进行计算的,由电流效率公式可以得到:
同时,所得金属镀层的重量也可以用金属的体积和它的密度计算出来:
式中V—金属镀层的体积,cm3;S—金属镀层的面积,cm2;δ金属镀层的厚度,cm;r-金属的密度,g/cm3。
由于实际科研和生产中对镀层的量度单位都是用的微米(µm),而对受镀面积则都采用平方分米(dm2)做单位,这样,当我们要根据已知的各个参数来计算所获得镀层的厚度时,需要做一些换算。
由ldm2=100cm2,lcm=10000µm可得到:
将M′=Kltη代入上式得:
电镀过程中是以电流密度为参数的,也就是单位面积上通过的电流值。
为了方便计算,根据电流密度的概念,D=1/S,可以将上式中的l/S换成电流密度D。
而电流密度的单位是A/din2,考虑到电镀是以min计时间,代人后得:
这就是根据所镀镀种的电化学性质(电化当量和电流效率)和所使用的电流密度和时间进行镀层厚度计算的公式。
根据这个公式,可以计算出在一定电流密度下电镀一定时间的镀层厚度,也可以计算要镀得某个厚度需要多少时间。
电镀时间与理论厚度的计算方法现代电镀网9月23日讯:电镀时间的计算:电镀时间(分)==电镀子槽总长度(米)/产速(米/分)例:某一连续电镀设备,每一个镀镍子槽长为1.0米,共有五个,生产速度为10米/分,请问电镀时间为多少?电镀时间(分)==1.0×5/10==0.5(分)理论厚度的计算:由法拉第两大定律导出下列公式:理论厚度Z(µ``)==2.448CTM/ND(Z厚度,T时间,M原子量,N电荷数,D密度,C电流密度)举例:镍密度8.9g/cm3,电荷数2,原子量58.69,试问镍电镀理论厚度?Z==2.448 CTM/ND==2.448CT×58.69/2×8.9==8.07CT若电流密度为1Amp/dm2(1ASD),电镀时间为一分钟,则理论厚度Z==8.07×1×1==8.07µ``金理论厚度==24.98CT(密度19.3,分子量196.9665,电荷数1)铜理论厚度==8.74 CT(密度8.9,分子量63.546,电荷数2)银理论厚度==25.15 CT(密度10.5,分子量107.868,电荷数1)钯理论厚度==10.85 CT(密度12.00,分子量106.42,电荷数2)80/20钯镍理论厚度==10.42 CT(密度11.38,分子量96.874,电荷数2)90/10锡铅理论厚度==20.28 CT(密度7.713,分子量127.8,电荷数2)综合计算A:假设电镀一批D-25P-10SnPb端子,数量为20万支,生产速度为20M/分,每个镍槽镍电流为50 Amp,金电流为4 Amp,锡铅电流为40 Amp,实际电镀所测出厚度镍为43µ``,金为11.5µ``,锡铅为150µ``,每个电镀槽长皆为2米,镍槽3个,金槽2个,锡铅槽3个,每支端子镀镍面积为82平方毫米,镀金面积为20平方毫米,镀锡铅面积为46平方毫米,每支端子间距为0.6毫米,请问:1.20万只端子,须多久可以完成?2.总耗金量为多少g?,换算PGC为多少g?3.每个镍,金,锡铅槽电流密度各为多少?4.每个镍,金,锡铅电镀效率为多少?解答:1.20万支端子总长度==200000×6==1200000==1200M20万支端子耗时==1200/20==60分==1Hr2.20万支端子总面积==200000×20==4000000mm2==400dm220万支端子耗纯金量==0.0049AZ==0.0049×400×11.5==22.54g20万支端子耗PGC量==22.54/0.681==33.1g3.每个镍槽电镀面积==2×1000×82/6==27333.33mm2==2.73dm2每个镍槽电流密度==50/2.73==18.32ASD每个金槽电镀面积==2×1000×20/6==6666.667mm2==0.67dm2每个镍槽电流密度==4/0.67==5.97ASD每个锡铅槽电镀面积==2×1000×46/6==15333.33mm2==1.53dm2每个镍槽电流密度==40/1.53==26.14ASD4.镍电镀时间==3×2/20==0.3分镍理论厚度==8.07CT==8.07×18.32×0.3==44.35镍电镀效率==43/44.35==97%金电镀时间==2×2/20==0.2分金理论厚度==24.98CT==24.98×5.97×0.2==29.83金电镀效率==11.5/29.83==38.6%锡铅电镀时间==3×2/20==0.3分锡铅理论厚度==20.28CT==20.28×26.14×0.3==159锡铅电镀效率==150/159==94.3%综合计算B:今有一客户委托电镀加工一端子,数量总为5000K,其电镀规格为镍50µ``,金GF,锡铅为100µ``。
电镀中常用计算公式■镀层厚度的计算公式:(厚度代号:d、单位:微米)ηk)/60rd=(C×Dk×t×■电镀时间计算公式:(时间代号:t、单位:分钟)t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk)■阴极电流计效率算公式:(代号:ηk、单位:A/dm2)ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk)■阴极电流密度计算公式:D k=(60×r×d)/(C×t×Dk)■溶液浓度计算方法1.体积比例浓度计算:定义:是指溶质(或浓溶液)体积与溶剂体积之比值。
举例:1:5硫酸溶液就是一体积浓硫酸与五体积水配制而成。
2.克升浓度计算:定义:一升溶液里所含溶质的克数。
举例:100克硫酸铜溶于水溶液10升,问一升浓度是多少?100/10=10克/升3.重量百分比浓度计算(1)定义:用溶质的重量占全部溶液重量的百分比表示。
(2)举例:试求3克碳酸钠溶解在100克水中所得溶质重量百分比浓度?4.克分子浓度计算定义:一升中含1克分子溶质的克分子数表示。
符号:M、n表示溶质的克分子数、V表示溶液的体积。
如:1升中含1克分子溶质的溶液,它的克分子浓度为1M;含1/10克分子浓度为0.1M,依次类推。
5. 当量浓度计算定义:一升溶液中所含溶质的克当量数。
符号:N(克当量/升)。
当量的意义:化合价:反映元素当量的内在联系互相化合所得失电子数或共同的电子对数。
这完全属于自然规律。
它们之间如化合价、原子量和元素的当量构成相表关系。
元素=原子量/化合价举例:钠的当量=23/1=23;铁的当量=55.9/3=18.6酸、碱、盐的当量计算法:A酸的当量=酸的分子量/酸分子中被金属置换的氢原子数B碱的当量=碱的分子量/碱分子中所含氢氧根数C盐的当量=盐的分子量/盐分子中金属原子数金属价数6.比重计算定义:物体单位体积所有的重量(单位:克/厘米3)。
首先需要说明的是,盎司(OZ)本身是一个重量单位。
盎司和克(g)的换算公式为:1OZ ≈28.35g。
在PCB行业中,1OZ意思是重量1OZ的铜均匀平铺在1平方英尺(FT2)的面积上所达到的厚度。
它是用单位面积的重量来表示铜箔的平均厚度。
用公式来表示即,1OZ=28.35g/ FT2。
具体来说,它和长度也可以说厚度的换算方法如下:
首先,我们知道铜的密度常数和相关单位换算公式如下:
铜的密度ρ=8.9g/cm3
1厘米(cm)=10毫米(mm);1毫米(mm)=1000微米(um)
1mil≈25.4um
1 FT2≈929.0304 cm2
1mil≈25.4um
根据质量的计算公式m=ρ×V(体积)=ρ×S(面积)×t(厚度),知道铜箔的重量除以铜的密度和面积即为铜箔厚度!
从前文又知,1OZ=t×929.0304cm2×8.9g/ cm3=28.35g/ cm2
所以,t=28.35÷929.0304÷8.9cm≈0.0034287cm=34.287um≈34.287÷25.4mil≈1.35mil
由此可知,1OZ铜箔的厚度约为35um或者1.35mil。
PCB电镀镀铜层厚的计算方法:镀层厚度(um)= 电流密度(ASF)×电镀时间(min)×电镀效率×
电量、当量、摩尔质量、密度构成系数。
铜的摩尔质量=,1摩尔铜离子需要2摩尔电子变成单质铜,一摩尔电子的电量等于96485库仑(法拉第常数)。
铜的密度是
如在10平方分米的线路板上电镀铜,电流密度(Dk)(安培/平方分米),电镀时间t(分钟),镀层厚度δ(微米)。
列等式如下:
A)单位面积通电量(摩尔)=电流密度X时间X60/法拉第常数。
B)电沉积的铜的当量数=[单位面积X(厚度/100000)]/(铜分子量/2)
在不考虑电流效率的情况下,上述两式相等。
换算可得:
Dk·t·60X100000X2
厚度(δ)=----------------------------------- =·Dk·t
考虑到电流效率η,可得:厚度(μm)=电流密度X时间X电流效率
上述是以电流密度ASD计算,换算成ASF,其结果是:
厚度(μm)=电流密度X时间X电流效率
再考虑到,在挂具上/屏蔽等地方会有铜沉积,做修正后,使用你的经验公式比较合适。
根据法拉第定律d=5c*t*DK*ηk/3ρ
c-金属的电化当量(g/Ah), t-电镀时间(min),DK-电流密度(ASD),
ηk-电镀效率(电流密度2ASD,电镀效率为),ρ-欲镀金属的密度,d-欲电镀厚度(um)
1ASD=
原理
1ASD=
1ASD=1A/㎡=1A/()=100/=。
1、理论计算公式:Q = I × t I = j × S
Q:表示电量,反应在PCB上为厚度。
I:表示所使用的电流,单位为:A()。
t:表示所需要的时间,单位为:min(分钟)。
j:表示,指每的单积上通过多少的电流,
单位为:ASF(A/ft2)。
S:表示受镀面积,单位为:ft2()。
2、实践计算公式:
A、铜层厚的计算方法:
厚度(um)= (ASF)×时间(min)×电镀效率×
B、镍层厚度的计算方法:
厚度(um)= (ASF)×电镀时间(min)×电镀效率×
C、锡层的计算方法
厚度(um)= 电流密度(ASF)×电镀时间(min)×电镀效率×
3、以上计算公司仅供参考,每一家的电镀能力都会不同,所以应以本司的实际电镀水平为准。
4、楼主提及的A/DM是指ASD,即/平方分米(A/DM2)。
电镀时间与理论厚度的计算方法电镀时间的计算:电镀时间(分)==电镀子槽总长度(米)/产速(米/分)例:某一连续电镀设备,每一个镀镍子槽长为1.0米,共有五个,生产速度为10米/分,请问电镀时间为多少?电镀时间(分)==1.0×5/10==0.5(分)理论厚度的计算:由法拉第两大定律导出下列公式:理论厚度Z(µ``)==2.448CTM/ND(Z厚度,T时间,M原子量,N电荷数,D密度,C电流密度)举例:镍密度8.9g/cm3,电荷数2,原子量58.69,试问镍电镀理论厚度?Z==2.448 CTM/ND==2.448CT×58.69/2×8.9==8.07CT若电流密度为1Amp/dm2(1ASD),电镀时间为一分钟,则理论厚度Z==8.07×1×1==8.07µ``金理论厚度==24.98CT(密度19.3,分子量196.9665,电荷数1)铜理论厚度==8.74 CT(密度8.9,分子量63.546,电荷数2)银理论厚度==25.15 CT(密度10.5,分子量107.868,电荷数1)钯理论厚度==10.85 CT(密度12.00,分子量106.42,电荷数2)80/20钯镍理论厚度==10.42 CT(密度11.38,分子量96.874,电荷数2)90/10锡铅理论厚度==20.28 CT(密度7.713,分子量127.8,电荷数2)综合计算A:假设电镀一批D-25P-10SnPb端子,数量为20万支,生产速度为20M/分,每个镍槽镍电流为50 Amp,金电流为4 Amp,锡铅电流为40 Amp,实际电镀所测出厚度镍为43µ``,金为11.5µ``,锡铅为150µ``,每个电镀槽长皆为2米,镍槽3个,金槽2个,锡铅槽3个,每支端子镀镍面积为82平方毫米,镀金面积为20平方毫米,镀锡铅面积为46平方毫米,每支端子间距为0.6毫米,请问:1.20万只端子,须多久可以完成?2.总耗金量为多少g?,换算PGC为多少g?3.每个镍,金,锡铅槽电流密度各为多少?4.每个镍,金,锡铅电镀效率为多少?解答:1.20万支端子总长度==200000×6==1200000==1200M20万支端子耗时==1200/20==60分==1Hr2.20万支端子总面积==200000×20==4000000mm2==400dm220万支端子耗纯金量==0.0049AZ==0.0049×400×11.5==22.54g20万支端子耗PGC量==22.54/0.681==33.1g3.每个镍槽电镀面积==2×1000×82/6==27333.33mm2==2.73dm2每个镍槽电流密度==50/2.73==18.32ASD每个金槽电镀面积==2×1000×20/6==6666.667mm2==0.67dm2每个镍槽电流密度==4/0.67==5.97ASD每个锡铅槽电镀面积==2×1000×46/6==15333.33mm2==1.53dm2每个镍槽电流密度==40/1.53==26.14ASD4.镍电镀时间==3×2/20==0.3分镍理论厚度==8.07CT==8.07×18.32×0.3==44.35镍电镀效率==43/44.35==97%金电镀时间==2×2/20==0.2分金理论厚度==24.98CT==24.98×5.97×0.2==29.83金电镀效率==11.5/29.83==38.6%锡铅电镀时间==3×2/20==0.3分锡铅理论厚度==20.28CT==20.28×26.14×0.3==159锡铅电镀效率==150/159==94.3%综合计算B:今有一客户委托电镀加工一端子,数量总为5000K,其电镀规格为镍50µ``,金GF,锡铅为100µ``。
电镀镀层厚度的计算方法XX工艺部XXX2019-07-25电解和电解定律电解:当外电流通过电解液时,由于在阳极和阴极上分别进行氧化和还原反应,从而将电能转变为化学能的过程叫做电解。
电镀、电铸和电解精炼金属等过程都是电解过程。
电解定律:就是用来定量地表达这种电能和化学能之间相互关系的定律,或称法拉第定律。
电解第一定律电解时,电极上析出(或溶解)物质的质量与通过的电量成正比,可用下式表示:m=kIt=KQ式中:m---电极上析出(或溶解)物质的质量(g)I----通过的电流强度(A)t----通电的时间(h)Q---通过的电量(A·h)k----比例常数,称为电化当量(g/A·h)电解第二定律电极上每析出(或溶解)1mol的任何物质所需的电量为n×96500C(库仑)或n×26.8A·h,也就是说,用同等的电量通过各种不同的电解质溶液时,在电极上析出(或溶解)各物质的量与它们的mol量成正比。
例如,用同样的电量(26.8A·h),分别通过稀硫酸、硝酸银和硫酸铜三种溶液,则在阴极上分别析出1克氢气,107.88克银和31.77克铜,析出的量恰好分别等于它们的mol/n。
综合上述两个定律,可将电解定律归纳如下:电解时,在电极上析出(或溶解)的物质的量(m)与通过的电量(Q)及该物质的mol/n的乘积成正比,可用下式表示:m=1/F·mol/n·Q电解第二定律式中F就是电解时电极上析出(或溶解)1mol/n物质时所需的电量,由实验测得,这一电量等于96500库仑。
它是一个常数,一般称为法拉第常数。
将公式m=kQ代入上式,可得到电化当量(k)与(mol/n)之间的关系:k=mol/nF此式表示各物质的电化当量与它们的摩尔量成正比,与其化合价成反比。
电化当量的物理意义表示电解时每通过单位电量所析出物质的量,单位是g/C,或g/A·h。
PCB电镀镀铜层厚的计算方法:镀层厚度(um)= 电流密度(ASF)×电镀时间(min)×电镀效率×0.0202
电量、当量、摩尔质量、密度构成0.0202系数。
铜的摩尔质量=63.5,1摩尔铜离子需要2摩尔电子变成单质铜,一摩尔电子的电量等于96485库仑(法拉第常数)。
铜的密度是8.9
如在10平方分米的线路板上电镀铜,电流密度(Dk)(安培/平方分米),电镀时间t(分钟),镀层厚度δ(微米)。
列等式如下:
A)单位面积通电量(摩尔)=电流密度X时间X60/法拉第常数。
B)电沉积的铜的当量数=[单位面积X(厚度/100000)X8.9]/(铜分子量/2)
在不考虑电流效率的情况下,上述两式相等。
换算可得:
Dk·t·60X100000X2
厚度(δ)=----------------------------------- =0.22·Dk·t
考虑到电流效率η,可得:厚度(μm)=电流密度X时间X电流效率X0.22
上述是以电流密度ASD计算,换算成ASF,其结果是:
厚度(μm)=电流密度X时间X电流效率X0.023
再考虑到,在挂具上/屏蔽等地方会有铜沉积,做修正后,使用你的经验公式比较合适。
根据法拉第定律d=5c*t*DK*ηk/3ρ
c-金属的电化当量(g/Ah),t-电镀时间(min),DK-电流密度(ASD),
ηk-电镀效率(电流密度2ASD,电镀效率为0.98),ρ-欲镀金属的密度,d-欲电镀厚度(um)
1ASD=9.29ASF
原理
1ASD=0.29ASF???。