[发明专利]一种利用方形霍尔槽测试电镀电流效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种利用霍尔槽装置测试电镀电流效率的方法。

背景技术

在电镀行业，很多电镀工艺的电流效率受镀液成份和工艺条件影响较大，而大部分电镀厂家对电镀厚度的控制采用时间法，但如果电流效率不能确定，就很难控制电镀层的厚度。传统测试电镀溶液电流效率的方法为，首先有能够计算实际通电电量的装置，一般采用铜电量计或银电量计，然后将测试的镀槽阴阳极跟电量计串联，当达到一定电量后，计算金属的实际沉积量与理论沉积量的比值，从而得到电流效率。传统方法的缺点在于，第一，电量计的制作比较麻烦，需要制作电量计镀槽，配置溶液，选择好相应的电极；第二，电量计如果跟实际的镀槽配套使用，电量计镀槽的体积也会很庞大；第三，传统方法没有小型的测试设备，如果用霍尔槽进行测试，因阴极电流密度分布差异大，对实际阴极电流密度分布较为均匀的电镀类型，偏差会比较大；第四，在传统方法中，之所以使用电量计，是因为在以往的技术上不能有效做到精准的控制施镀电量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种操作简单、效率高、电镀厂家可自行完成的利用方形霍尔槽测试电镀电流效率的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用方形霍尔槽测试电镀电流效率的方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1）、取样，取样前，先充分搅拌镀液，并从镀槽的不同部位对镀液取样，混和后使用；

2）、将试片需要施镀一面的覆膜去掉，使用3000#细砂纸或百洁布沿一个方向将黄铜试片打磨干净，50ºC烘干备用；

3）、取500ml步骤1）中取样的镀液置入方形霍尔槽中，将镀液加热到工艺温度，加热过程中，开启空气搅拌，避免局部过热使添加剂分解；不可以将镀液加热到过高温度，因即便是冷却后也不能全面反应镀液的原始状态；

4）、将试片裁剪到所需尺寸，并称取质量；

5）、将阳极板插入方形霍尔槽中间的阳极插槽中，电源正极连接到阳极板，负极连接到测试试片，气管插入气管接口，在电源控制器上输入需要的电量，并将电源电流旋钮调至最低；

6）、开启电源、气泵和电量控制器，并逐步将电流调到计算施镀电流；

7）、测试过程中，观察镀液温度变化情况，如果在测试过程中温度呈上升趋势，则将阳极往靠近阴极的阳极插槽中移动，以使槽电压降低，并减少镀液的发热量；如果在测试过程中温度呈下降趋势，则将阳极往远离阴极的阳极插槽中移动，以使槽电压就升高，提高镀液的发热量，保证测试温度与正常的工艺温度一致；

8）、到预订电量后，整流电源会切断电流输出，50ºC烘干后再次称取质量；

9）、计算镀层实际沉积质量、计算100%电流效率下应沉积的镀层质量，以及计算电流效率；计算的依据为：镀层实际沉积质量=镀后质量-电镀前质量；

根据法拉第定律：100%电流效率下应沉积的镀层质量=施镀电量（AH）*该金属的电化学当量，金属的电化学当量=原子量/还原得电子数/26.8；

电流效率=镀层实际沉积质量/100%电流效率下镀层的计算质量*100%。

进一步地，所述方形霍尔槽的内部设有两块隔板，分别将槽体内部分隔成中间的方形电解室和位于电解室两边的方形储液室，隔板中设有若干对流孔将储液室与电解室相互连通；在电解室中设有阴极插槽和若干阳极插槽，阴极插槽和阳极插槽相互平行，阴极插入于阴极插槽中，阳极板插入于其中一阳极插槽中。

进一步地，在电解室的底部设有搅拌气孔，搅拌气孔通过位于槽体中的进气通道与气管接口连通，通过气管往电解室内充气，并由搅拌气孔出气实现对镀液的搅拌。

进一步地，对镀液的加热通过设置在电解室底部的加热棒来完成，可方便将镀液升至工艺温度，以提高测试结果的准确度。

进一步地，镀液的温度加热至与生产过程镀液的温度相同，电流密度和生产施镀电流密度一致。

本发明通过利用方形霍尔槽作为测试设备，根据方形霍尔槽的特性设计相应的测试方法，可以快速测得实际电流效率，以便准确控制镀层厚度，且整个方法操作简单，效率高，成本低，电镀厂家可以自行进行，无需借助第三方监测机构完成。

附图说明

图1为本发明使用的方形霍尔槽立体结构示意图；

图2为本发明使用的方形霍尔槽俯视示意图。

图中，1为槽体，2为阴极插槽，3为搅拌气孔，4为温度计，5为储液室，6为阳极插槽，7为加热棒，8为气管接口，9为对流孔，10为隔板，11为电解室。

具体实施方式