详解电流密度.doc

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1、详解电流密度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/d㎡,表示或简写为ASD。电流密度在电镀操作上有很大的重要变量，例如镀层的组织、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，一般所称的电流密度，指的就是阴极电流密度。一、电流密度的计算：由于端子的形状是不规则的，所以我们只能计算，单一镀槽中的【平均电流密度】，而无法计算局部电流密度。平均电流密度（ASD）＝电镀槽通电的安培数（A

2、MP）/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只端子电镀面积，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，镍槽长1.5米，欲镀端子之间距1.0mm，每支端子电镀面积为20mm2,今开电流60Amp，请问平均电流密度是多少？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＝3.0m23.平均电流密度＝60Amp/3.0dm2=20ASD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，所承受的

3、电流密度越大。而电镀面积越大者，其所承受的电流密度越小。例如下图若开100安培电流，总面积为15dm2，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5dm2、B区的电流为10dm2,而二区所承受的电流各位50A,那么A区的局部电流为10ASD，B区的电流为5ASD。由此利可见A区的电流为B区的二倍，因此就会有膜厚不均的现象（黑块区代表膜厚）三、电流密度与阴阳极的关系：由于端子外表结构不一定规则，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

4、就会有膜厚分布不均的现象（黑块区代表膜厚）。四、电流密度与哈氏槽实验（Hullcell）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白雾或漏镀。然而评价（或是观看）药水的操作电流密度范围，大致上可以看出哈氏槽实验结果看出，因为哈氏槽的阳极面与阴极面之间并非平行面，离阳极面较近的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。因此哈氏实验是所有电镀厂及药水商们必备

5、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。  五、电流密度与电镀子槽的关系：端子在浸槽时，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间传输，而造成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。所以槽越长是对电流密度分布是越不利的（越不均匀），我们可以从下面两个镀槽，一个为210cm的镀槽，一个为90cm的镀槽，从实验就可以很明显的看出

6、。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槽中间的2倍（约1.7倍）。由此可知镀槽越长对电流密度的分布越是不好，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！如上图210cm镀槽，我们使用遮蔽之后已

7、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。六、电流密度与端子在电镀槽中位置的关系：由于在电镀子槽中阳极是固定的，且阳极高度远远大于端子高度，所以阴极（端子）在镀槽中经常会有局部承受高电流群，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。                                                                                                                   

8、         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，如果在电镀时，这四大因素都处于在最差的状态，那再好的药水，镀出的效果都不会让人满意。若能好好利用这几项电流密度技术，相信不管电镀任何端子都是轻而易举的事。