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一种新型的解决溢金与提高均度双脉冲电源:第二届中国互联网+电镀峰会报告

放大字体  缩小字体发布日期:2016-12-30  来源:环球电镀网  浏览次数:1256
核心提示: 随着现在科技的进步,无论是军事、工业、民用的产品都对元件镀层提出更高的要求,希望能得到更均匀,更致密、高防腐性能的镀层。
    随着现在科技的进步,无论是军事、工业、民用的产品都对元件镀层提出更高的要求,希望能得到更均匀,更致密、高防腐性能的镀层。另外,随着黄金、铂金、银等贵金属价格的不断攀升,相关企业、单位、研究开发人员想尽各种办法,希望在提高镀层质量的同时,又能达到节约贵金属使用的目的。

 

    但是现在人们往往只想到通过修改配方,还有修改添加剂、光亮剂等化学方法,而很少考虑通过使用脉冲电源的方式来达成目标。


    先给大家看一看工件有什么不一样,上面是普通的直流电路出来的,下面是使用脉冲电源电路的,是铁的机体,都没有经过钝化的,上面的颜色都已经发黑了下面的脉冲电镀颜色还是很光亮的。


    以下通过对脉冲电镀的原理分析及相关实验数据,来给大家解释一下脉冲电镀对镀层的作用。

 

    脉冲电镀的机理,第一我们讲镀层晶核的形成与阴极电位的关系。

 

    纵轴过电位,横轴是电流密度,一般我们得到比较细致的结晶体我们是在这里的(红色区域),左下角这里的电流密度比较低,过电位比较低,电流密度范围比较广就是我们中间这部分,就是我们普通平时用直流电流的,电流密度比较广如果用脉冲电镀的冲击能够达到更大的过电位,更大电流密度条件下,电镀出来的产品更加细致。就是红色这个区域就是合适的脉冲电流密度,它是不容易烧焦的。

 

我们下面通过TonToff的作用,单脉冲比普通的直流瞬间电流大,是镀一下停一下。在电镀的过程中,阴极的金属离子充分地沉积于阴极表面,而当电流关断时,阴极附近的金属离子又恢复到初始浓度。这样周期性的大的脉冲电流的连续作用,可以实现直流电镀实现不了的极高电位下的电沉积。 

    正脉冲电镀镀层的优点,提高镀层的致密性均匀性导电率高减少镀层的孔隙率增强镀层的抗蚀性减少镀层中杂质的含量提高镀层的纯度

 

    我们刚才的是单脉冲的,单脉冲就是这部分。它能提高产品的致密性结合力,但是还有负脉冲,负的电流是对于表面有毛刺,还有起球状那种把它溶解过来。就是为什么这个单脉冲的作用表层比刚才直流那个更加光滑,就是它结合力比较强,在没有钝化的情况下放的已经很久了,但是还是那么光亮。单脉冲另外一个作用就是提高渗透能力,单脉冲里面这个厚度,铜的厚度相当于外面的三分之二,如果用直流电镀的话,里面的厚度没有达到这个要求,只有三分之一。

 

    还有这个负脉冲的作用,虽然通过正脉冲可以得到比直流电镀更致密更均匀的镀层,但是根据工件的几何形状,尖端及边缘部位通常比其他部位电位较高,导致这些部位更容易发生金属沉积,从而使其镀层厚度更厚,在一些镀件中有时高电位区厚镀与低电位区厚度比达几倍,或在选择镀中镀层由电镀区向非镀区渗透延伸,造成镀层金属特别是贵金属的极大浪费。

 

    对于所生成的镀层可溶于电解液的那些镀种,负向脉冲起到反向退镀的作用,而工件中高电位的部分其退镀作用较其他部位大,这样通过一个高频的(通常1000HZ以上)且宽度和幅度都可调的负脉冲,使得高电位区厚度大幅减少,甚至接近低电位区,从而既可得到更好的镀层,节约了贵金属。根据一些厂家的所提供的数据测算,可节约5%~25%

 

这个是刚才无氰镀铜实验,左边是直流放大10000、右边双脉冲放大10000。结论:双脉冲得到的镀层更致密,杂质更少

直流电镀

双脉冲电镀

 

下面说一下双脉冲镀金实际应用,主要是电子行业

 

直流多溢金,侧面比较模糊的金,脉冲溢金比较少,间隙区域比较明显,都是左边和右边都是同样的产品。大家看看最左边的这个图是用来固定,最右边这个溢金溢的很少,还有一个现在更重要的这个最右手边的位置,用来焊锡,如果用直流的话,金已经溢过去,解决溢金,功能性区域漏镍更加清晰,更有助于产品打线焊锡。非功能区域减少溢金,节约贵金属消耗,从而降低生产成本。双脉冲电源比普通直流电源镀出的产品色泽更加亮丽,色差更加均匀。

 

我们手机经常用的圈,现在做这个模具套过去,模具的精度也是有限的,一定要搭配双脉冲电源解决这个问题。

我们刚才对其中的一种产品做扫描跟进180倍。 

 

左边是直流迎水面,这个双脉冲的部分,白色的是金子,比较灰黑是镍,下面红色界限下面的地方已经省下来了,把金省下来了。这个背水面,这个双脉冲的界限上边的也省了,下面的也省了。据客户的统计,做这种那边已经省了20%的金

 

这种就可以用单脉冲解决。


 

外面镀金比较薄就可以,里面经常接触、经常摩擦,需要做得比较厚。因为这个产品外面不需要电镀,十外面直流56.6%,另外一面外面51.5%,双脉冲降下来37.86%,里面用双脉冲也能达到这个要求,外面的镀金含量都已经减少了。按照这个数据来分析,节省了20.4%的金。


这种产品用双脉冲来解决。

直流最高点37.76%,最低点35.72%,高低差相差12.04,双脉冲最高点55.38%,最低点46.15%,高低差相差9.23%,双脉冲的厚度已经比直流的厚度都要厚,如果直流的这个厚度把它提高,按照双脉冲的基准,这个高低差拉近40.7% 

 

 最后给大家再说一下脉冲的波形。

 

这是直流的波形,这个是0安,是正向的,因为直流是正向的。半正弦对过镀银,使用这种波形把最底边的厚度降低,单脉冲一通一端是正向的,这是双脉冲,大家可以通过这个图了解这种波形了。

 

    第一种双脉冲一正一负中间没有停止,第二种双脉冲几个可以组合,中间这部分是为了解决金属离子浓度没有及时的补充过来,就是中间给了一个停顿。

 

    我们的一个新产品集成式电镀实验工作柜,专门用来做工艺,触摸屏可通过编程实现多段波形输出,双脉冲5000HZ0.1ms,现在市场上面有说脉冲电源一正一负都在跳动,发言完毕,谢谢大家!     

 

    以下是提问环节: 

 

    提问:显示5000赫兹的频率,这个合资频率高和低对于你膜厚的控制和溢金的效果,是不是有更好的效果?         

 

    张景文:能把高低膜厚拉近也能拉远。    

 

    提问:比如说50赫兹或者5万赫兹是不是会效果完全不一样?    

 

    张景文:比如说1千赫兹和1百的赫兹不一样,就金的距离,如果用100赫兹的话,它那个脉宽,周期就是10毫秒,如果一千赫兹的那个周期是1毫秒,10毫秒比1毫秒大10倍,10毫秒的前提下镀金的话,金很难再做到工件上面去,对于点镀来说,模具卡口位置有金结晶在那里,镀不上去,如果是1毫秒,准备镀上去非功能区的时候,怕金再往后面收,把这个离子做到功能区里面,就解决了溢金的问题。    

 

    提问:5千赫兹是实践里面得到的01毫秒?    

 

    张景文:我们现在用的比较多是1000赫兹和2000赫兹。    

 

    提问:搞贵金主电镀希望通过脉冲电路节省材料,我在课题研究当中遇到一个难题,镀银的时候,300-150烘烤就会发黄,通过脉冲电路电源改变现状,但是好像变化不大,你们做过试验吗?主要是孔吸力的问题,你以后有没有这个数据?直流电镀的孔吸力多少,有这个数据吗?    

 

    张景文:发黄是不是没有做过扫描电,就是因为有孔气往外滑溢。    

 

    提问:镀金你们用过吗?    

 

    张景文:烘烤试验没有做过。脉冲镀银现在主要提高亮度还有均度能力,反脉冲的话,负的会将亮度降低。    

 

    广州市浦立电气有限公司,生产基地在广州,办事处宁波、昆山,代理商台北、新加坡、泰国。

 

    其实我们电镀,电很重要,但是工艺上面碰到天花板需要电源助力,张总蛮有心意,往这个方面去想,大家如果感兴趣可以找他聊一下。


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      以下是峰会视频直播:针对本篇分享报告可详细查看。

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最新行业新闻2016年12月30日更新

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