Способ контроля средней катодной плотности тока в гальванической ванне

Способ контроля средней катодной плотности тока в гальванической ванне

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз, Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свкд-ву(22) Заявлено 29. 09.80 (21 ) 2988315/22-02 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 15 ° 07.82 ° Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 15. 07. 82 (53)N. Кд.

С 25 0 21/12

Ркуаарстеанвй какатет

СССР ве делам изобретений н открытей (53) УДК,621. 794 . 44 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Ермаков и А. С. Власенко

Ф (7!) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СРЕДНЕЙ КАТОДНОЙ

ПЛОТНОСТИ TOI(A В ГАЛЬВАНИЧ ЕСКОЙ

ВАННЕ сом (2).

Изобретение относится к гальвано технике и может быть использовано для автоматического контроля и регулирования средней катодной плотности тока в гальванической ванне наприЭ

5 мер в производстве печатных плат.

Известен способ измерения плотности тока в гальванических ваннах, например измерение тока, протекающего ло пластине известной плоцадки, за- то вешиваемой в ванну вместе с деталями, измерение тока, протекающего через фиксированную плоцадь внутреннего окна магнитного усилителя и поверхность "свидетеля" (I), 15 .Однако указанный способ обеспечивает требуемую точность измерения средней катодной плотности тока только для деталей одной конфигурации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического контроля и регулирования средней катодной плотности тока путем измерения тока разряда электрической емкости между источником питания ванны и ее заземленным корпуНедостатком известного способа является то, что значение емкости, возникающей между электродами и корпусом ванны, зависит от конфигурации деталей и их расположения в гальванической ванне, так как на практике при обработке большого числа деталей различной конфигурации затруднительно определить взаимосвязь между площадью обрабатываемых деталей и возникающей емкостью.

Цель изобретения - повышение точности контроля и регулирования средней катодной плотности тока в гальванической ванне при обработке деталей различной конфигурации и обеспечение оптимального токового режима покрытия .

943336

Icp ср = д (3) 3

Указанная цель достигается тем, что плотность тока определяют путем измерения напряжения, до которого заряжается электрическая емкость между обрабатываемой деталью и электролитом, причем обратная связь для поддер- жания заданной средней плотности тока на обрабатываемых деталях осуществляется по напряжению заряда указанной емкости. !о

На чертеже представлена блок-схе. ма устройства, реализующего способ контроля.

Устройство содержит ванну с элект ролитом 1, обрабатываемую деталь (ка- 5 тод) 2, анод 3, электрод 4,. генератор 5 импульсов, измерительное устройство 6 для реализации предлага.емого способа.

При погружении обрабатываемой детали - катода 2 в ванну с электролитом 1-на границе металл-электролит возникает двойной электрический слой, ! емкость которого пропорциональна пло25 щади обрабатываемой детали 2, на поверхности которой она возникает

С =К„° S (1) где С - электрическая емкость, возникающая между деталью рв (катодом) и электролитом;

К - константа, сохраняющая свое значение для данного электролита .и материала детали;

S+< - площадь обрабатываемой детали.

От генератора 5 на обрабатываемую деталь относительно анода подаются импульсы напряжения фиксированной длительности 7> . Измерительное устройство 6 осуществляет измерение приращения потенциала обрабатываемой детали относительно электролита (электрод 4) за время действия импульса Т,„ .

Величина этого напряжения! о (2) где в - ток в цепи обрабатываемой детали; 50

С - емкость двойного электрического слоя °

Средняя плотность тока на обрабатываемой детали определяется выражением 55

Из формул (1), (2) и (3) следует, что

1 ! -.„= к 1,,(4) "зМ=

К,! 5 м

-де К = — - константа измерения. К

Таким образом, приращение напряжения на емкости за время действия импульса напряжения длительностью Ти пропорционально средней катодной плотности тока j

Из уравнения (4) следует, что, определив по образцу с известной площадью константу измерения К, можно затем измерять среднюю плотность тока на деталях различной конфигурации.

Заданная средняя плотность тока поддерживается воздействием на регулируемый генератор 5 обратной связью по напряжению hUg g, при этом амплитуда импульсов изменяется так, что

h U -- const, Пример. Проводят техническую обработку различной конфигурации и площади покрываемой поверхности (печатные платы с металлизированными отверстиями, одно- и двухсторонние заготовки из фольгированного диэлектрика) в электролите сернокислого меднения °

Состав электролита, r/ë:

Си504, 190

Н S04 55

При погружении обрабатываемых деталей (катода) в электролит между

1 деталью и электролитом создается емкость двойного электрического слоя, пропорциональная площади детале й, на поверхности которых она возникает, В цепи питания гальванической ванны формируются импульсы тока фиксированной длительности Ги 100 мкс. Приращение потенциала катода относительно потенциала электролита h U „д за время действия импульса тока

I C оказывается пропорциональным. средней катодной плотности тока j ! д0зод= к7 — = к j дет . Р

Настройка на заданную плотность

А тока >с = 2 осуществляется по детали S„ с известной площадью покрываемой поверхности S = 0,1 dm путем установки тока источника I

= 0,2 А, и ср в

943336 6 эффициент пропорциональности. К

=.const для койкретных условий гальванопокрытий.

Измеренное при этом значение

; 6 U g= 16 мВ поддерживается в даль нейшем постоянным воздействием на регулируемый источник питания гальва.нической ванны обратной связью по % Полученные. данные сведены в таблинапряжению ь0 р. В Формуле К - ко- цу.

) т

Г 1

S 0

Деталь

2,00

0,20

0,10

0,1

2,20

0,21

0 10

-0 05 -О, 15

-0,065

0,40

0,76

1 90

1,28

0,65

1,97

2,18

1,60

0,75

S + S

2,14

1-6

2,14

0,07

1,00

0,08

2,48

2,16

+ +

) - средняя плотность тока ср

У

° ° я поверх- плотность тока на обрабатываемой детали по следующей формуле:

Примечание. формула изобретения

S p - фактическая катодна ность загрузки;

- фактическая плотность тока;

4 - ошибка регулирования средней ЗВ плотности тока.

Как видно из приведенных данных, ошибка регулирования средней плотности тока не превышает 83 при изменении поверхности покрываемых деталей более или в 10 раз.

Экономический эффект от использования способа составит около 10 тыс. руб.

Способ контроля средней катодной плотности тока в гальванической ванне, включающий измерение напряжения между двумя электродами, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля при обработке деталей различной конфигурации, в электролит погружают дополнительный электрод, прикладывают между ано-$0 дом и обрабатываемой деталью импульсное напряжение и определяют среднюю где 1 - средняя плотность тока

P на обрабатываемой детали, А/дм .;

Ь0 - приращение напряжения аа между деталью и электродом в течение времени Ги, мВ;

Си - длительность импульса прикладываемого напряжения при (0,01 и 1), мс;

К - константа, сохраняющая свое значение для данного электролита и материала детали при К 0,001-0,01.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Королева Н. К. Источники и регулирование тока в цехах .электро-химической обработки металлов. И., "Энергия", 1964, с. 154.

2. Авторское свидетельство СССР

N 362071, кл. С. 22 0 21/12, 1970.

943336

Составитель Г. Демин

Редактор М. Бандура Техред М, Рейвес Корректор M. Шароши

Ф «««

Заказ 5046/37 Тираж 6&6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с