脉冲电镀基本概况
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脉冲电镀技术参数介绍信丰正天伟研发部胡青华脉冲电镀定义:脉冲电镀广泛定义为间断电流电镀。
间断电流是指正向电流在某一时间出现而在另一时间出现反向电流(或无电流)。
自50年代开始已有人从事脉冲电镀的研究,因脉冲电流能使镀层结晶细化、结合力高、无孔隙,使镀层有优良的物理化学性能。
70年代脉冲电镀在PCB行业中电镀金上使用,在90年代随着大电流脉冲技术上的突破脉冲电镀应用在PCB电镀铜上。
PCB的电镀铜的发展历程:普通直流电镀→PPR周期反向脉冲电镀→新型直流电镀,新型直流电镀不同于普通直流电镀的区别在于在槽液中加入了新型的作用特殊的添加剂来调整通孔和盲孔孔内外的镀层厚度的分布。
常见的脉冲波形有方波、三角波、阶梯波、锯齿波,根据确定脉冲波形的原则(实镀效果、偏于分析和研究、易于获得和控制、便于推广),方波是最符合要求的波形。
目前,脉冲电镀中使用的波形多为方波。
其波形有单向脉冲和双向脉冲(周期反向脉冲)1.单向脉冲:实际是就是有关断时间的直流电镀。
波形如下所示:2.双向脉冲:即周期换向脉冲(PPR)。
有以下几种:a)有关断时间的单个脉冲换向,一个正向脉冲经过关断时间后接一个反向脉冲,这种波形在实际中极小使用,波形如下图:b)无关断时间单个脉冲换向,一个无关断时间的正向脉冲紧接着一个无关断时间的反向脉冲,这种波形也称为方波交流电。
这种波形能改善镀层的厚度分布,但对镀层的结构改善无作用。
c)脉动脉冲换向,一组正向脉冲接一组反向脉冲,这种波形是典型的周期换向波形,在功能性电镀中应用最为广泛,既能改善镀层的厚度分布又能改善镀层结晶结构。
d)多组脉冲换向:简称多脉冲,在脉动脉冲基础上增加可编程功能,在每一个程序或每一个时间段采用的脉冲参数各不一样。
多脉冲电镀在适当的参数下能形成不同结构和组成的多层镀层,各层间的应力能相互抵消,镀层脆性下降,抗疲劳强度提高。
PCB上所使用的脉冲电镀严格的说应称为周期脉冲反向电镀(Periodic Pulse Reverse Plating)。
电路板(pcb,线路板)穿孔脉冲电镀概念与原理一、脉冲电镀广泛定义脉冲电镀广泛定义为间断电流电镀。
间断电流是指正向电流在某一时间出现而在另一时间出现反向电流。
自50年代开始,已有人从事脉冲电镀的研究,因脉冲电流能使镀层结晶细化、结合力高、无孔隙,使镀层有忧良的物理化学性能。
二、脉冲电镀参数根据无数实验,对于一已定的电解质系统,其金属电镀率取决于:(1)脉冲的频率,(2)周期(占空比),(3)波形,及(4)电流密度四个参数。
除此以外,添加剂、化学药水及金属本身特性亦对脉冲电镀效果有一定影响。
当应用脉冲电镀时,没有预设之标准参数而执行。
每一特定金属必需以实验方式而找寻其特别参数组合,达到其改善镀层的物理性质,这是脉冲电镀最大之缺点。
我们不能以其他金属脉冲电镀参数组合应用在另一金属脉冲电镀方面。
由于电路板的设计要求趋向于细导线、高密度、细孔径(甚至微通孔),现今的直流电镀不能满足上述要求。
由于孔径减少及板厚增加时,穿孔镀铜产生极大的技术困难,尤其在孔径中心的镀层,通常出现孔径两端之铜层过厚但中心铜层不足之现象。
该镀层不均匀情况能影响电流输送的效果。
此问题可由周期转向脉冲电镀克服。
高速周期转向脉冲电镀之工作原理乃是应用正向电流电镀一段时间(约95%),然后以一高能短速反向电流电镀(约5%)。
该高速周期转向脉冲电流与电镀液及添加剂产生作用,将高电流密度领域极化,重新将电镀电流再分配到低电流密度领域,其效果是在高电流密度的领域的铜镀层减少,但此种情况不会在低电流密度领域出现,故此,在电路板的孔径中的电镀铜层比表面铜层还厚。
三、脉冲电镀原理简述在电镀过程,镀缸存在三个电阻,阳极电阻,阴极电阻及镀液电阻。
在阴极沉积过程,阴极电阻可分为两大部份;几何电阻和极化电阻。
几何电组(初级电流分布)电镀时,因形状不同,电路板表面电阻与孔径中电阻不同。
表面电阻(Rs)比孔径电阻限(RH)为低。
因此,流向表面电流(Is)远比孔径中电流(IH)为大。
脉冲电流电镀方法
脉冲电流电镀方法
脉冲电镀能够节省能源,节省材料,提高电镀效率,是当前研究电镀比较多的方法之一,
设置的参数根据体系设置脉冲电流、脉冲宽度、脉冲周期,有八个正负脉冲电流供用户设置,能够满足常见金属电镀和稀有金属电镀。
能以电流时间设置,也可以用电量控制电镀效果,参数设置如下:双击工作站图标----点击T------脉冲电镀法------确定
-------点击P-------确定-------
脉冲电镀方法参数设置:
电镀时的图形也可以看到电镀的效果,如下图:
电镀扫描放大图。
脉冲电镀产品说明书
脉冲电镀
1.脉冲电镀添加剂产品介绍
PPR1010酸铜电镀工艺是专为脉冲电镀产品应用开发的电镀铜添加剂产品,适用于全板电镀,适用于垂直连续电镀和龙门电镀设备。
镀层结晶状态优异,镀层延展性和分布均匀性十分优异。
在脉冲波形作用下能够获得出色的深镀能力,从而减少电镀时间、节约铜球,从而提高产量和良率。
工艺优点如下:
深镀能力优异
有着优异的延展性表现和抗热冲击性能
所有有机组分均可以用CVS分析
阳极膜稳定附着力强,不容易脱落
2.脉冲电镀工艺流程以及参数
3.小试设备
搅拌:喷流搅拌;
喷流量:0.5L/min每只喷嘴
喷嘴数:4只/侧
阳极类型:可溶性
电镀窗口:15cm*5cm;
摇摆摆幅:±3cm
摇摆频率:10cycles/min
阴阳极间距:25cm
电镀槽体体积:12L
脉冲整流器:德国PE
4.中试设备
搅拌:喷流搅拌;
喷流量:0.5~L/min每只喷嘴
喷管数:12只/侧
阳极类型:可溶性
电镀窗口:40”*24”
摇摆摆幅:±20cm
摇摆频率:5-7cycles/min
阴阳极间距:25cm
电镀槽体体积:700L
脉冲整流器:力源
设备商:东威
5.深镀能力计算
6.镀铜产品深镀能力表现
7.延展性数据
8.浸锡测试表现(288℃*10s,6次)。
研究脉冲电镀反向电流对通孔深镀能力的作用研究脉冲电镀反向电流对通孔深镀能力的作用序脉冲电镀技术在电镀过程中广泛应用,尤其在通孔深镀中具有重要的作用。
通孔深镀是电子元件制造中的关键工艺,其质量和效果直接影响到电子产品的性能和可靠性。
本文将着重探讨脉冲电镀反向电流对通孔深镀能力的作用,并就此提出自己的观点和理解。
一、脉冲电镀技术简介脉冲电镀技术是利用脉冲电流进行电镀的一种技术方法。
相较于传统恒定电流电镀,脉冲电镀技术能够提供更高的镀液对电极表面的物质输运速率,从而达到更高的电镀速度和更均匀的电镀膜质量。
脉冲电镀技术不仅可以改善电镀质量,还能节省能源和镀液等方面的成本,并且对于通孔深镀来说尤为重要。
二、通孔深镀的重要性通孔深镀是电子元件制造中的关键工艺之一,通过在PCB板或其他电子元件上形成一定深度的镀液层,可以增强电子元件的导电性能、连接性能和耐腐蚀性能。
通孔深镀能力的好坏直接影响到电子产品的性能和可靠性。
在通孔深镀过程中,脉冲电镀反向电流起到了至关重要的作用。
三、脉冲电镀反向电流的作用在脉冲电镀过程中,正向电流用于电镀工作电极,而反向电流则用于清洗电极表面。
脉冲电镀反向电流的作用主要体现在两个方面:1. 清洗电极表面脉冲电镀反向电流可以有效清洗电极表面的金属离子沉积物、氧化物和有机物等杂质,从而保证电极表面的纯净度和粗糙度。
清洗电极表面对于通孔深镀过程中的镀液输运和镀层质量至关重要。
具有较高纯净度和合适粗糙度的电极表面能够提供更好的镀液传递效率,最终实现通孔深镀的高质量。
2. 提高镀液中金属离子浓度在脉冲电镀过程中,反向电流时间短暂,但却能够显著影响金属离子的传输和浓度变化。
反向电流的作用是通过阻止金属离子离开电极,提高金属离子在镀液中的浓度,从而达到更好的通孔深镀效果。
在通孔深镀过程中,高浓度的金属离子能够更好地填充通孔,使得镀液能够更均匀地分布并形成均匀的镀层。
脉冲电镀反向电流对于通孔深镀能力的提高至关重要。
脉冲电镀原理
脉冲电镀是一种特殊的电镀方法,其原理基于电化学反应和脉冲电流的作用。
脉冲电镀通过不断变化的电流和电压,可以实现更高效、更均匀、更具有质量控制性的电镀过程。
脉冲电镀的主要原理可以分为三部分:阳极溶解、阳极活化和阴极补充。
首先,阳极溶解是指在脉冲电镀过程中,阳极表面的金属离子通过扩散和迁移的方式溶解到电解液中。
当脉冲电流通过阳极时,阳极表面会发生电化学氧化反应,金属表面的原子逐渐转变为阳离子,离子从阳极表面脱落进入电解液。
其次,阳极活化是指阳极表面的形貌和结构的变化。
脉冲电流的变化可以改变阳极表面的电化学界面,使得阳极表面能够形成均匀、致密、平滑的氧化膜。
这种氧化膜可以提高阳极表面的稳定性和耐腐蚀性,同时也可以增加镀层的结合力和光泽度。
最后,阴极补充是指电镀过程中阴极表面的金属沉积。
脉冲电流通过阴极时,电解液中的金属离子会被还原成金属原子,在阴极表面形成金属沉积。
通过脉冲电流的变化,可以调节阴极表面金属沉积的速度和均匀性,从而控制电镀层的质量和厚度。
总之,脉冲电镀利用脉冲电流的特殊作用,通过阳极溶解、阳极活化和阴极补充的原理,实现了更高效、更均匀、更具有质量控制性的电镀过程。
这种电镀方法在工业生产中广泛应用,可以提高产品质量,减少金属浪费,降低环境污染。
电镀基础知识概述一、电镀的基本原理电镀是利用电解质中的离子在外加电流的作用下,在工件表面沉积成金属层的过程。
其基本原理是通过外加电流使金属离子在电极上还原成金属原子,从而在工件表面上形成金属层。
电镀过程中的主要参数包括溶液中金属离子的浓度、电流密度、温度和PH值等。
在电镀过程中,阳极上的金属原子会溶解释放出金属离子,而在阴极上则会吸收这些金属离子,从而在工件表面沉积金属层。
因此,电镀技术的实现离不开上述基本原理的支持。
二、电镀的工艺流程1.预处理:在进行电镀前,需要对工件进行预处理,包括清洗、除油、磷化等工艺步骤。
预处理的目的是去除工件表面的污物和氧化膜,以便于金属层的均匀沉积。
2.电镀:电镀过程包括浸泡在含有金属离子的电解质溶液中,通过外加电流使金属离子在工件表面沉积成金属层。
根据工件的材料和要求,可以选择不同的电镀方法,包括镀铜、镀镍、镀铬、镀锌等。
3.后处理:电镀后还需要对工件进行后处理,包括清洗、干燥和包装等工艺步骤。
后处理的目的是去除残留在工件表面的电镀液和杂质,使得工件达到一定的表面质量要求。
三、电镀材料选择电镀的材料选择直接影响到电镀层的质量和性能。
常见的电镀材料包括镍、铬、铜、锌等。
在选择电镀材料时,需要考虑工件的材料、表面要求、环境条件等因素,以确保电镀层的质量和性能达到要求。
此外,还需要注意选择合适的电镀工艺,以确保电镀层的均匀性和可靠性。
四、电镀的应用领域电镀技术已经广泛应用于汽车、电子、家居用品等各个领域,成为现代工业生产中必不可少的一种表面处理方法。
在汽车行业,电镀技术被用于汽车零部件的防腐蚀和美化,包括镀铬、镀镍等工艺。
在电子行业,电镀技术被用于电子元器件的表面处理,以改善其导电性能和耐腐蚀性能。
在家居用品行业,电镀技术被用于不锈钢、铜等材料的表面装饰,以提高其外观质量。
总之,电镀作为一种重要的表面处理技术,已经在工业生产中得到了广泛应用。
通过对电镀的基本原理、工艺流程、材料选择和应用领域的了解,可以更好地理解电镀技术的重要性和特点,为工程应用提供参考和借鉴。
脉冲电镀科技名词定义中文名称:脉冲电镀英文名称:pulse plating定义:使用脉冲电源代替直流电源的电镀。
所属学科:机械工程(一级学科);表面工程(二级学科);电镀与化学镀(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录编辑本段一、概述脉冲电镀是一项新的电镀技术。
它的特点是由脉冲电流对电极过程动力学的特效影响所决定的,其中最主要的是对传质过程中的影响。
在直流电镀时,镀液中被镀出的金属离子在阴极表面附近溶液中逐渐被消耗.造成了该处被镀金属离子与溶液中该离子的浓度出现差别。
这种差别随着使用的电流密度增高而加大。
当阴极附近液层中的该离子的浓度降到0时,就达到了所谓的极限电流密度,传质过程完全受扩散控制。
在脉冲电镀时,由于有关断时间的存在,被消耗的金属离子利用这段时间扩散、补充到阴极附近,当下一个导通时间到来时,阴极附近的金属离子浓度得以恢复.故可以使用较高的电流密度。
因此,脉冲电镀时的传质过程与直流电镀时的传质过程的差异,造成了峰值电流可以高于平均电流,促使晶种形成的速度远远高于晶体长大的速度,使镀层结晶细化,排列紧密。
孔隙减小,电阻率低。
直流电镀时的连续阴极极化电位下的各种物质,在阴极表面的吸脱附过程与脉冲条件下的间断高阴极极化电位下的吸脱附过程的机理有很大差异.造成了同样的溶液配方及添加剂在电源波形不同时.表现的作用差别也很大。
编辑本段二、脉冲电镀原理脉冲电镀是使电镀回路周期性地接通和断开,或者在固定直流上再叠加某一波形脉冲的电镀方法。
与普通电镀相比,这种方法具有镀层平整致密、附着性好,电流效率高、环保性能好等优点,在一般的研究和应用中,脉冲电镀所使用的脉冲方式可分为单向脉冲和双向脉冲两种。
使用的脉冲波主要是矩形波和正弦波。
用直流电电镀时,在阴极和溶液界面处形成较厚的扩散层,使阴极表面金属离子浓度降低产生浓差极化,限制了电沉积的速度,使用较大的电流密度不但不能提高镀速,反而使阴极上的氢气析出量增加,电流效率降低,镀层质量变坏出现氢脆、针孔、麻点、烧焦和起泡等。
脉冲电镀概况1、什么是脉冲电镀利用脉冲电压或脉冲电流的张弛(间隙工作),增强阴极的活性极化和降低阴极的浓差极化,从而有效地改善镀层的物理化学特性。
这种电镀方法称为脉冲电镀。
2、脉冲电镀的基本原理常见的脉冲电流波形有方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。
根据确定脉冲波形的几点原则(如实镀效果、便于分析和研究、易于获得和调控、便于推广等),方波是最符合要求的脉冲波形。
典型的方波脉冲波形,如图1所示。
由图1可知:脉冲电流实质上是一种通断的直流电。
2.1 脉冲电镀电源的基本参数传统的直流电镀只有电流或电压可供调节,而脉冲电镀有脉冲电流密度(或峰值电流密度)Jp、脉冲导通时间ton和脉冲关断时间toff3个独立的参数。
由ton和toff可以引出脉冲占空比γ。
(1)脉冲占空比γ(2)平均电流密度Jm、峰值电流密度Jp、脉冲占空比γ关系式由式(2)可以看出:Jm一定时,Jp会根据γ的不同而改变。
2.2 脉冲电镀过程(1)在脉冲导通期ton内峰值电流密度相当于普通直流电流密度(或平均电流密度)的几倍甚至十几倍。
高的电流密度所导致的高过电位使阴极表面吸附的原子的总数高于直流电沉积的,其结果使晶核的形成速率远远大于原有晶体的生长速率,从而形成具有较细晶粒结构的沉积层。
(2)在脉冲关断期toff内高的过电位使阴极附近的金属离子以极快的速度被消耗,当阴极界面金属离子的质量浓度为零或很低时,电沉积过程进入关断期。
在关断期内,金属离子向阴极附近传递从而使扩散层中金属离子的质量浓度得以回升,并有利于在下一个脉冲周期使用较高的峰值电流密度。
脉冲电镀过程中,当电流导通时,电化学极化增大,阴极区附近金属离子被充分沉积;当电流关断时,阴极区附近放电离子又恢复到初始的质量浓度,浓差极化消除,并伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。
这样的过程周期性的贯穿于整个电镀过程的始末,其中所包含的机理构成了脉冲电镀的最基本原理。
3、脉冲电镀的优越性及适用性3.1 镀层结晶细致在脉冲导通期内,由于使用较高的电流密度,使晶核的形成速率远远大于原有晶体的生长速率,因此可形成结晶细致的镀层。
镀层结晶细致则密度大、硬度高、孔隙率低,即:大大提高镀层的耐蚀、耐磨、焊接、韧性、导电率、抗变色性,降低镀层的粗糙度,这对于功能性电镀来说尤其重要。
所以,脉冲电镀主要适用于功能性电镀领域,改善镀层的各项功能性指标,从而满足镀件在不同情况下较高的使用要求。
3.2 改善镀液分散能力在脉冲关断期内,阴极区域溶液中导电离子的质量浓度会得到不同程度的回升,溶液电阻率减小,则分散能力改善。
因此,脉冲电镀所得的镀层均匀性好。
这不仅有利于功能性电镀,对于某些高要求的装饰性电镀也非常重要(如大尺寸工件的装饰性镀金、银等),脉冲电镀分散能力好的特点可使工件表面镀层的颜色均匀一致、质量稳定。
所以,在某些高要求的装饰性电镀中,采用脉冲电镀是有积极意义的。
但对于常规的防护-装饰性电镀,如自行车、紧固件电镀等,则没有必要采用脉冲电镀。
3.3 提高镀层纯度在脉冲关断期内,会产生一些对沉积层有利的吸脱附现象。
例如:脉冲导通期内吸附于阴极表面的不溶性杂质(含光亮剂)在关断期内脱附返回溶液中,从而可得到纯度高的镀层。
镀层纯度高,可使镀层的某些功能性大大提高,如脉冲镀银可提高镀层的焊接、导电、自润滑、抗变色等性能,这在军工、电子、航空航天等领域的镀银生产中是难能可贵的。
3.4 镀层沉积速率加快脉冲关断期内金属离子的质量浓度的回升降低了浓差极化,有利于提高阴极电流效率和阴极电流密度,从而提高镀速。
脉冲电镀的这种优越性,可用于某些对镀层沉积速率要求较快的电镀生产(如电子线材的卷至卷连续电镀)。
但对于普通的电镀生产,若选择脉冲电镀的目的单纯是为了提高生产效率,则似乎有些不太合适。
3.5 消除或减轻镀层氢脆脉冲导通期内阴极表面吸附的氢在关断期内从阴极表面脱附,镀层氢脆消除或减轻,物理性能得到改善。
镀层氢脆小,工件的抗断裂强度提高,这对机械强度要求较高的产品有着重要的意义。
4、脉冲电镀研究的简单介绍4.1脉冲镀铬采用脉冲电流电镀铬的目的是改变镀层结构,实现镀层的无裂纹,提高抗蚀能力和电流效率。
在研究铬的脉冲电沉积中,不仅采用脉冲电流,也可以采用极性转换。
Colombini 建议极性转换的时间为30ms,每间隔15s时阳极电流密度为阴极电流密度的25%~60%。
用这种方法获得的镀层没有裂纹,抗蚀性能显著提高,而且电流效率也提高大约50%。
但这种无裂纹铬层的韧性低,在过负荷时会产生宏观裂缝。
镀层的硬度降低大约25%,灰暗无光,需机械抛光。
将脉冲电镀与直流电镀结合起来,各扬其长,则能得到最佳的效果。
采用脉冲电流进行内层电沉积,可以得良好的抗腐蚀层,再以直流电流进行外层电沉积则得到良好的耐磨层。
由于这种双层电镀仅需改变电流条件,所以能在一个统一的工艺过程中完成。
krishnan等研究了周期换向脉冲电流对铬沉积层的影响,通常采用纹波亻系数低于5%的三相整流电源。
通过比较直流、直流中断和周期换向脉冲镀铬,结果发现,周期换向脉冲镀铬(阴极时间175s,阳极时间5s) 比直流镀铬和直流中断镀铬(阴极时间175s,空载5s)所得到的铬沉积层的晶粒更加细致均匀,硬度提高,甚至在高电流密度时也很少瘤状沉积物生成。
他们认为,当换向电流通过时阴极极化消失,凸出晶粒被溶解,因而从宏观微观结构上看周期换向电流改善了金属分布和沉积层的光亮性。
Han等研究了从自动调节高速镀铬液中脉冲电镀硬铬。
最佳脉冲参数是,脉冲频率1khz,通/断比1:1,平均电流密度140A/dm2。
得到的硬铬镀层与其它低频或高频以及直流所得到的硬铬层比较,该硬铬镀层平滑、耐磨性强,其沉积层结构为六方紧密堆积。
耐磨性随表面粗糙度的增加而增加,随硬度的增加而降低。
4.2脉冲镀镍及其合金devaraj等从不含添加剂的watts镍电解液中(270g/L NiSO4·6H2O ,50 g/L NiCl2·6H2O, 35 g/L H3BO3),使用脉冲频10~100hz,占空比10%~80%,平均电流密度 4~12A/dm2,进行脉冲镀镍。
结果发现,在平均电流密度等于直流电流密度时,其脉冲镀镍的电流效率比直流镀镍的低。
随着占空比的增加其电流效率也增加,当占空比为10%时,其电流效率为94.5%~95.9%;而占空比为80%时,其电流效率为95.5%~97.5%。
另外,在脉冲电镀条件下可以提高镍沉积层的硬度和降低孔隙率,当使用脉冲频率最低时,可以获得最大硬度和最低孔隙率。
曾燕屏等从瓦特镍槽中采用可调周期换向脉冲电流镀镍以降低镍层应力。
利用四变量三水平进行正交试验得到镀镍层应力最低的换向脉冲参数为,频率 f=1100hz,占空比 1/10,正向峰值电流89A,负向峰值电流80A。
结果得到可调周期换向脉冲镀镍应力降低、孔隙少、含氢量低、平整度高,其镀层质量优于直流镀镍层。
他们认为镀层的内应力主要与含氢量有关,镀层中含氢量越高其内应力就越大。
由于可调周期换向脉冲电镀在负脉冲期间发生阴极表面金属的溶解和金属中溶解氢的氧化作用而除去部份的氢,因此可调周期换向脉冲镀镍可大大减少镀层中氢的含量,从而显著降低镀层的内应力。
向国朴、周恩彪从硫酸盐光亮镀镍体系中研究了脉冲电镀 Ni-Co合金。
他们采用固定两个参数改变另一个参数,以镀层中Co的含量及镀层的硬度为评定标准优选的脉冲参数为Ton=1ms,Toff=1.5ms,Jp=10A/dm2。
并且与平均电流密度相同的直流电镀 Ni-Co 合金作了比较,结果发现脉冲电镀Ni-Co 合金镀层的孔隙率低于直流电镀,而硬度与耐磨性则高于直流电镀。
通过 X射线分析确定了脉冲与直流电镀 Ni-Co合金镀层的物相均为取代式固溶体。
4.3脉冲镀铜采用脉冲镀铜有两个目的,一个是印刷电路板的通孔镀铜要求镀层厚度分布均匀,改善焊接性能。
另一个是在制版工业中制版用的钢筒上镀亮铜,要求镀层平整,硬度在 20hv内。
205Devaraj等使用不含添加剂的酸性铜电解液,采用脉冲频率为 10~199Hz,占空比5%~80%,平均电流密度2.5~7.5A/dm2。
随平均电流密度增加孔隙率降低。
在频率为50~100hz时,随占空比的增加铜镀层的硬度增加,占空比达到80%时硬度最大。
Stoychev等采用酸性镀铜液,加入添加剂 SA-LFPD。
使用平均电流密度12A/dm2,脉冲宽度 10ms,脉冲频度 5~40hz。
结果发现脉冲镀亮铜的硬度比直流镀亮铜的高,特别是当频率为5hz时,其硬度可达230Hv,而且保持九个月以上。
4.4脉冲镀金及金合金脉冲镀金可以说已成为国内外用于工镀金的例行工艺。
电触头表面进行镀金是广泛采用的一项技术,其目的是减小电阻,提高使用寿命。
采用脉冲能使晶粒细化,改善镀层性能从而减少材料的消耗,以期获得良好的经济效益。
5、发展趋势5.1非贵金属脉冲电镀随着脉冲电镀技术的发展,从第三次国际脉冲电镀专题讨论会后,脉冲电镀的应用研究已从贵金属转向非贵金属。
其中最重要的一个原因是直流电镀技术难于克服的一些困难,采用脉冲电镀有可能克服。
比如,电镀无裂纹铬,有效降低镍镀层的内应力,提高酸性镀铜的硬度等。
其次,平均电流密度为几千安培大功率脉冲整流器已投入工业应用,这为脉冲电镀技术转向非贵金属提供了充分条件。
目前国内安徽芜湖变压器厂就能生产峰值10000A,平均电流3000A的脉冲整流器。
5.2合金电镀众所周知,要使两种或几种金属离子在阴极上共析出,必要条件是它们的放电电位接近。
金属离子的放电电位由三部份加和构成,即金属的平衡电位,金属离子的浓度(严格讲应为活度)以及金属离子的放电过电位(阴极极化)。
对于两种金属的平衡电位相近,电极极化也不大的金属,可以从它们的简单盐溶液中实现共沉积。
显然放电金属离子的浓度成为影响共沉积的主要因素。
直流电镀的特点是沉积金属离子受扩散控制,而脉冲电镀借助关断时间内扩散层的松驰,能够克服自然传递的限制使金属离子浓度得到恢复,因而有利于金属离子共沉积。
对于两金属平衡电位相差较大,这时除使用络合剂改变沉积金属离子的浓度使欲沉积的两种金属的平衡电位数值相近外,由于脉冲电镀时瞬间的峰电位很高,也有利于金属离子的共沉积。
5.3脉冲换向电流电镀以往我们讲的周期换向脉冲电镀是指在一个正向脉冲(阴极脉冲)后紧接着一个反向脉冲(阳极脉冲),正向脉冲的持续时间长,而反向脉冲的持续时间短,但是正、反向脉冲电流的幅值是相等的。
这里所说的脉冲换向电流电镀已超出了这种界定。
正向脉冲可以是一组脉冲,其脉冲电流的幅度、频率、占空比以及这一组脉冲的持续时间(阴极周期)均可独立调节。
反向脉冲亦然。
这就又引出了两个新的脉冲参数,一个是脉冲频率,它等于阴、阳极周期和的倒数。