Способ управления процессом гальваноосаждения

Способ управления процессом гальваноосаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для автоматического контроля и обеспечения заданной толщины покрытия при гальваническом процессе Цель изобретения - повышение точности получения покрытий заданной толщины за счет дискретной корректировки управляющего технологического параметра Способ управления процессом гальваноосаждения включает в себя определение текущей величины толщины ПОКРЫТИЯ вычисление действительного значения выхода металла по току и вычисление значения управляющего параметра, при этом в электролит частично опускают длинномерный электрод-свидетель, перемещают место перехода покрытой части электрода-свидетеля на непокрытую в нагреватель измеряют термоэлектродвижущую силу по графику определяют толщину покрытия, вычисляют действительное значение выхода металла по току, а значение управляющего технологического параметра вычисляют по формуле гут ( п р 60 )/ ( DK q где гут - уточненное время нахождения деталей в ванне для получения покрытия заданной толщины, (J - заданная толщина покрытия, рплотность металла покрытия, DK - плотность тока, q - электрохимический эквивалент , г - действительное значение выхода металла по току Относительная погрешность измерения толщины составляет +5% 2 ил 1 табл со С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4486514/02 (22) 26.09.88 (46) 23,05.91; Бюл.йг19 (72) А.И,Лимаров, П.И.Стальнов и Я.И.Чепчуров (53) 621.357.002 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1196422, кл. С 25 0 21/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N 1265221, кл. С 25 О 21/12, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ГАЛЬВАНООСАЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для автоматического контроля и обеспечения заданной толщины покрытия при гальваническом процессе, Цель изобретения — повышение точности получения, покрытий заданной толщины за счет дискретной кор- ректировки управляющего технологического параметра. Способ управления процессом гальваноосаждения включает в себя определение текущей величины толщины

Изобретение. относится к гальванотехнике и может быть использовано для автоматического контроля и обеспечения заданной толщины покрытия при гальваническом процессе.

Цель изобретения — повышение точности получения покрытий заданной толщины за счет дискретной корректировки управляющего технологического параметра.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — график зависимости термоЭДС от толщины (на примере медного покрытия для конкретного

„„5U„„1650793 А1 покоытия, вычисление действительного значения выхода металла по току и вычисление значения управляющего параметра, при этом в электролит частично опускают длинномерный электрод-свидетель, перемещают место перехода покрытой части электрода-свидетеля на непокрытую в нагреватель, измеряют термоэлектродвижущую силу, по графику определяют толщину покрытия, вычисляют действительное значение выхода металла по току, а значение управляющего технологического параметра вычисляют по формуле тУ, — — (И р60)l (0к р т)),, гдЕ ГУ,— уточненное время нахождения деталей в ванне для получения покрытия заданной толщины; о — заданная толщина покрытия; р- плотность металла покрытия; О, — плот- (J) ность тока; р — электрохимический эквивалент; и — действительное значение выхода металла по току, Относительная погрешность измерения толщины составляет +5ь.

2 ил„1 табл. электрода-свидетеля и температуры нагревателя), !

Устройство (фиг.1) содержит электродсвидетель 1, выполненный в вице проволоки и установленный в ванне 2, устройство 3 перемещения электрода-свидетеля 1, нагреватель 4, через который проходит электрод-свидетель 1, измерительную схему, состоящую из коммутатора 5 и потенциометра 6. Электрод-свидетель 1 соединен с коммутатором 5, который позволяят производить соединение электрода-свидетеля с катодом ванны 2 или потенциометром 6, 3

1650793 о,р 60

Цкцг

ы р 60

q..y

Устройство работает следующим образом.

Электрод-свидетель .1 через коммутатор 5 подключают к катоду ванны 2 и погружают в электролит вместе с покрываемыми деталями (не показаны), Через определенное время (например, за 1 мин до расчетно го окончания процесса) производят измерение текущего значения толщины покрытия.

Для этого через коммутатор 5 отключают электрод-свидетель 1 от катода ванны 2 и перемещают электрод-свидетель 1 с помощью устройства 3 перемещения так, что место перехода с покрытой части электрода-свидетеля 1 на непокрытую (точка А, фиг.1) входит в нагреватель 4. Возникающий при этом сигнал термоЭДС регистриру-. ется потенциометром 6. Толщина покрытия имеет функциональную зависимость с термоЭДС (фиг.2), На основании измеренного текущего значения толщины покрытия и времени покрытия электрода-свидетеля вычисляется действительное значение выхода металла по току r для данного электролита по формуле где ch — текущее значение толщины покрытия, мкм; р — плотность металла покрытия, г/см; з.

Ок — плотность тока, А/дм;

q — электрохимический эквивалент осаждаемого металла, г/(А.ч);

t — время покрытия электрода-свидетеля, мин.

На основании действительного значе-. ния выхода металла по току уточняют время покрытия деталей в ванне до заданной толщины по формуле где о — заданная толщина покрытия, мкм, Результаты сходимости термоЭДС и толщины покрытия для нескольких электродов-свидетелей, размещенных одновременно в ванне, представлены в таблице.

5 Таким образом, использование предлагаемого способа управления процессом гальванаосаждения позволит повысить точность, что существенно для тонких покрытий. Например, в диапазоне 0 — 5 мкм

10 относительная погрешность измерения составляет + 5% при доверительной вероятности по распределению Стьюдента P =

=0,99.

Формула изобретения

15 Способ управления процессом гальваноосаждения, включающий определение текущей величиы толщины покрытия, . вычисление действительного значения выхода металла по току и значения управляю20 щего технологического параметра. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности полученйя покрытий заданной толщины за счет дискретной корректировки управляющего технологического параметра, в

25 электролит частично опускают длинномерный электрод-свидетель, размещают место перехода с покрытой части электрода-свидетеля на непокрытую в нагреватель, измеряют термоэлектродвижущую силу, по

30 графику оп редел я ют толщину покрытия, вычисляют действительное значение выхода металла по току у, а значение управляющего технологического параметра определяют по формуле

35 где ty — уточненное время нахождения

40 деталей в ванне для получения покрытия заданной толщины, мин; а- заданная толщина покрытия. мкм

p — плотность металла покрытия, г/см;

5, 45 0 — плотность тока, А/дм; г, q — электрохимический. эквивалент осаждаемого металла, г/(А.ч), 1650793

П р и м е ч а н и е. 1 — толщина покрытия о на покрытых деталях, мкм;

2 — измеренные значения термоЭДС Е на электродах-свидетелях, мВ;

3 — количество измерений (электродов-свидетелей) и;

4 — оценка среднего квадратичного отклонения результатов измерения термоЭДС, 5 — доверительная вероятность, Р;

6 — коэффициент Стьюдента для и = 20, P = 0,99;

7 — доверительная граница случайной погрешности результата измерения термоЭДС, определенная по методике ГОСТ, мВ;

8 — абсолютная погрешность результата косвенного измен ения толщины покрытия для функции Е = f (о) . определенная по форЛЕ муле Ло = -,г-г-т — —, мкм, 9 — относительная погрешность измерения толщины покрытия, .

1650793

E uB

4,5 ф,о

2.5

2.0

7 77

Фиг. 2

Составитель H.Ñààêoâà

Редактор А.Козориз Техред М, Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1588 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101