B.电流密度
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、电流密度的计算：由于端子的形状是不规则的，所以我们一般只能计算，单一镀槽 中的【平均电流密度】，而无法算及局部电流密度 平均电流密度（ADS）= 电镀槽通电的安培数（Amp）/ 电镀面积（dm2） 在连续端 子电镀业，计算阴极电流密度时，必须先知道电镀槽长及单支端子电镀面 积，然 后再算出镀槽中之总电镀面积。 举例：有一连续端子电镀机，镍槽槽长 1.5 米，欲镀端子之间距为1.0mm，每支端 子电镀面积为 20mm2 ，今开电流 60Amp ，请问平均电流密度为多少？ 1.电镀槽中端子数量 = 1.5*1000/1.0 = 1500支 2.电镀槽中电镀面积 = 1500*20 = 30000mm2 = 3.0dm2 3.平均电流密度 = 60Amp/3.0dm2 = 20 ADS
二、电流密度与电镀面积的关系： 相同 ( 或同等份 ) 的电流下，电镀面积越小者，其所承受的电流密度越大。而电镀 面积越大者，其所承受的电流密度就越小。例如下图若开100安培电流，总面积为 15 dm2 ，则平均电流密度为6.7ASD。但若把它分为二区来计算，A区的面积为5 dm2、 B区为10 dm2，而二区所承受的电流各为50A，那么A区的局部电流密度为10ASD，B区 的局部电流密度为5ASD。由此例可见A区的电流密度为 B 区的二倍，因此就会有膜厚 分布不均的现象(黑区块代表膜厚)。
阳
阳
阳
极
阴极
极
极
阳 阴极
极
(端子在液面下)
(端子在槽底上)
七、综合关系： 就以上所述的【电镀面积】、【阴阳距离】、【子槽长度】、【槽中位置】
等四大因素， 如果当您在电镀时，这四大因素都处于在最差的状态，那再好的药
水，您可能都不 会满意的，不是吗?若您能好好利用这几项电流密度技术，相信不
管电镀任何端子对 您来说都是轻而易举的事。
三、电流密度与阴阳极距离的关系： 由于端子外表结构不一定规则状，在共同的电流下，端子离阳极距离较近的部位称 为局部高电流区（a），离阳极距离较远的部位称为局部低电流区（b）。因此就会有 膜厚分布不均的现象(黑区块代表膜厚)。
b
远
(阴极)
a近 (阳极)
四、电流密度与哈式槽试验(Hull cell)的关系： 每种电镀药水都有一定的电流密度操 作范围，例如锡合金高速电镀药水，它的操作 电流密度范围大约在2~30ASD，电流 密度过高镀层会呈现粗糙，甚至烧焦。电流密度 过低镀层会呈现云状白雾或漏镀。 然而评价(或是观看)药水的操作电流密度的范 围，大致上可以从哈式槽试验结果 看出，因为哈式槽的阳极面与阴极面之间并非平 行面(如下图)，离阳极面较近之 阴极端其电流密度比离阳极面远者大，因此可以比 较从高电流密度区到低电流密 度区之电镀状态。因此哈式试验是所有电镀厂及药水 商们的必备分析工具，它的 优点有：A.用化学分析求不出的成分B.用化学分析需费 时的成分C.非常微量就会 影响电镀的成分D.镀浴之现状及将来会发生不良的现象能 预先知道。
阳极板
阴Βιβλιοθήκη Baidu(哈式片) 近
远
高电流
低电流
哈式槽
哈式片
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－２ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
第二章、电流密度
五、电流密度与电镀子槽的关系： 端子在浸镀时，由于端子导电处是在电镀子槽两端外部，所以阴极 ( 端子 ) 电流是 从子槽两端往槽中传输，而造成在电镀子槽内两端之端子所承受的电流 ( 高电流 区 ) ，远大于子槽中间处端子所承受的电流 ( 低电流区 ) ，如下图。所以镀槽越长 是对电流密度的分布是越不利的(越不均匀)。我们可以从下面二个镀槽，一个为 210cm的镀槽，一个为90cm的镀槽，来实验就可以很明显的看出。
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－３ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
第二章、电流密度
若镀槽二端传入电流不均时，那电流密度的分布就更是离谱了。虽说如此，我们还 是有办法改善此问题，那就是使用遮蔽技术啰!就上图210cm镀槽，我们使用遮蔽之 后已经大大的改善了电流密度不均的问题，甚至比90cm镀槽还好，高低电流差约只 剩1.3倍，如下图。
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－４ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
子槽位置(cm)
(210cm镀槽)
90cm子槽電流密度分佈圖
ASD
40
電 30 流 密 20 度 10
0
0 3 5 7 10 12 14 32 34 36 54 56 58 60 81 83 85 87 90
子槽位置(cm)
(90cm镀槽)
我们很明显的看出，210cm镀槽的二端电流密度是槽中间的4~5倍，而90cm镀槽的二 端电流密度却不到是槽中间的2倍(约1.7倍)。由此可知镀槽越长是对电流密度的分 布是越不好，所以当您开的平均电流密度偏高时，在镀槽二端的镀层很有可能接近 烧焦区，此时镀层不是脱皮(因烧焦镀层被好的镀层覆盖)，就是烧焦。而且上述的 理论还是当作镀槽二端传入电流是均匀的(电流各一半)。所以说，实际上电镀机台
膜厚较厚
A区
6.7ASD ← 100A B区
5dm2 ÷ 50A = 10ASD 10dm2 ÷ 50A = 5ASD
膜厚较薄
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－１ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
第二章、电流密度
第二章、电流密度
前言：在第一章电镀概论中有提到，若要电镀好的质量必须要有适当的电镀条件， 而以连续电镀(高速电镀)的首要电镀条件，便是电流密度。所谓的电流密度，就是电极 单位面积所通过的安培数，一般以 A/dm2 表示或简写为ASD。电流密度在电镀操作上是很 重要的变数，诸如镀层的组织、膜厚的分布、电流效率等，皆有很大的关系。电流密度 有分为阳极电流密度和阴极电流密度，一般所称的的电流密度，指的就是阴极电流密度。
阳极
阴极导电座
端子 高电流CCCCCCCCCCC低电流BBBBBBBBBBBB高电流
210cm子槽電流密度分佈圖
ASD 30
25
電 20 流
15
密 度 10
5
0
0 10 19 29 38 48 57 67 76 85 95 104 114 123 133 142 152 161 170 180 189 199 208
210cm鍍槽電流密度分佈圖
45 40 35 電 30 流 25 分 20 佈 15 10
5 0
0
16 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 194 210
子槽位置
210cm镀槽改善后
镀槽遮蔽机构
六、电流密度与端子在电镀槽中位置的关系： 由于在电镀子槽中之阳极是固定，且阳 极高度远大于端子高度，所以阴极 ( 端子 ) 在镀槽中经常会有局部位置承受高电流 群，如下图。因此单一个端子上，就有单边 或是二边承受较高的电流密度。
二、电流密度与电镀面积的关系： 相同 ( 或同等份 ) 的电流下，电镀面积越小者，其所承受的电流密度越大。而电镀 面积越大者，其所承受的电流密度就越小。例如下图若开100安培电流，总面积为 15 dm2 ，则平均电流密度为6.7ASD。但若把它分为二区来计算，A区的面积为5 dm2、 B区为10 dm2，而二区所承受的电流各为50A，那么A区的局部电流密度为10ASD，B区 的局部电流密度为5ASD。由此例可见A区的电流密度为 B 区的二倍，因此就会有膜厚 分布不均的现象(黑区块代表膜厚)。
阳
阳
阳
极
阴极
极
极
阳 阴极
极
(端子在液面下)
(端子在槽底上)
七、综合关系： 就以上所述的【电镀面积】、【阴阳距离】、【子槽长度】、【槽中位置】
等四大因素， 如果当您在电镀时，这四大因素都处于在最差的状态，那再好的药
水，您可能都不 会满意的，不是吗?若您能好好利用这几项电流密度技术，相信不
管电镀任何端子对 您来说都是轻而易举的事。
三、电流密度与阴阳极距离的关系： 由于端子外表结构不一定规则状，在共同的电流下，端子离阳极距离较近的部位称 为局部高电流区（a），离阳极距离较远的部位称为局部低电流区（b）。因此就会有 膜厚分布不均的现象(黑区块代表膜厚)。
b
远
(阴极)
a近 (阳极)
四、电流密度与哈式槽试验(Hull cell)的关系： 每种电镀药水都有一定的电流密度操 作范围，例如锡合金高速电镀药水，它的操作 电流密度范围大约在2~30ASD，电流 密度过高镀层会呈现粗糙，甚至烧焦。电流密度 过低镀层会呈现云状白雾或漏镀。 然而评价(或是观看)药水的操作电流密度的范 围，大致上可以从哈式槽试验结果 看出，因为哈式槽的阳极面与阴极面之间并非平 行面(如下图)，离阳极面较近之 阴极端其电流密度比离阳极面远者大，因此可以比 较从高电流密度区到低电流密 度区之电镀状态。因此哈式试验是所有电镀厂及药水 商们的必备分析工具，它的 优点有：A.用化学分析求不出的成分B.用化学分析需费 时的成分C.非常微量就会 影响电镀的成分D.镀浴之现状及将来会发生不良的现象能 预先知道。
阳极板
阴Βιβλιοθήκη Baidu(哈式片) 近
远
高电流
低电流
哈式槽
哈式片
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－２ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
第二章、电流密度
五、电流密度与电镀子槽的关系： 端子在浸镀时，由于端子导电处是在电镀子槽两端外部，所以阴极 ( 端子 ) 电流是 从子槽两端往槽中传输，而造成在电镀子槽内两端之端子所承受的电流 ( 高电流 区 ) ，远大于子槽中间处端子所承受的电流 ( 低电流区 ) ，如下图。所以镀槽越长 是对电流密度的分布是越不利的(越不均匀)。我们可以从下面二个镀槽，一个为 210cm的镀槽，一个为90cm的镀槽，来实验就可以很明显的看出。
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－３ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
第二章、电流密度
若镀槽二端传入电流不均时，那电流密度的分布就更是离谱了。虽说如此，我们还 是有办法改善此问题，那就是使用遮蔽技术啰!就上图210cm镀槽，我们使用遮蔽之 后已经大大的改善了电流密度不均的问题，甚至比90cm镀槽还好，高低电流差约只 剩1.3倍，如下图。
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－４ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
子槽位置(cm)
(210cm镀槽)
90cm子槽電流密度分佈圖
ASD
40
電 30 流 密 20 度 10
0
0 3 5 7 10 12 14 32 34 36 54 56 58 60 81 83 85 87 90
子槽位置(cm)
(90cm镀槽)
我们很明显的看出，210cm镀槽的二端电流密度是槽中间的4~5倍，而90cm镀槽的二 端电流密度却不到是槽中间的2倍(约1.7倍)。由此可知镀槽越长是对电流密度的分 布是越不好，所以当您开的平均电流密度偏高时，在镀槽二端的镀层很有可能接近 烧焦区，此时镀层不是脱皮(因烧焦镀层被好的镀层覆盖)，就是烧焦。而且上述的 理论还是当作镀槽二端传入电流是均匀的(电流各一半)。所以说，实际上电镀机台
膜厚较厚
A区
6.7ASD ← 100A B区
5dm2 ÷ 50A = 10ASD 10dm2 ÷ 50A = 5ASD
膜厚较薄
著作者：ALLAN CHIEN／版本： Ｇ 版／日期：2008年07月01日／页次： ２－１ ◎◎◎本教材之著作权乃属恒伸工作室所有，未经允许不得任意翻印◎◎◎
第二章、电流密度
第二章、电流密度
前言：在第一章电镀概论中有提到，若要电镀好的质量必须要有适当的电镀条件， 而以连续电镀(高速电镀)的首要电镀条件，便是电流密度。所谓的电流密度，就是电极 单位面积所通过的安培数，一般以 A/dm2 表示或简写为ASD。电流密度在电镀操作上是很 重要的变数，诸如镀层的组织、膜厚的分布、电流效率等，皆有很大的关系。电流密度 有分为阳极电流密度和阴极电流密度，一般所称的的电流密度，指的就是阴极电流密度。
阳极
阴极导电座
端子 高电流CCCCCCCCCCC低电流BBBBBBBBBBBB高电流
210cm子槽電流密度分佈圖
ASD 30
25
電 20 流
15
密 度 10
5
0
0 10 19 29 38 48 57 67 76 85 95 104 114 123 133 142 152 161 170 180 189 199 208
210cm鍍槽電流密度分佈圖
45 40 35 電 30 流 25 分 20 佈 15 10
5 0
0
16 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 194 210
子槽位置
210cm镀槽改善后
镀槽遮蔽机构
六、电流密度与端子在电镀槽中位置的关系： 由于在电镀子槽中之阳极是固定，且阳 极高度远大于端子高度，所以阴极 ( 端子 ) 在镀槽中经常会有局部位置承受高电流 群，如下图。因此单一个端子上，就有单边 或是二边承受较高的电流密度。