一种具有自动更换电镀液的电镀箱制造技术

本发明专利技术涉及电镀技术领域，具体公开了一种具有自动更换电镀液的电镀箱，包括箱体、阳极、阴极、电镀电路，箱体内存放电镀液，阳极和阴极分别连接到电镀电路上，阳极和阴极分别插入箱体内并浸入电镀液，电镀箱还包括电缆线、辅助电路、出水管、进水管，辅助电路在电缆线上加载电流，电缆线浸入电镀液，电缆线上电流产生环形磁场约束电镀液内电解质离子存留在阳极至阴极的路径上，约束电解质离子的区域构成溶质离子高浓区域，进水管末端浸入电镀液并伸入溶质离子高浓区域内，出水管末端浸入电镀液并位于溶质离子高浓区域外。以从阳极到阴极路径中心线为轴圆周均布若干电缆线，形成电镀材料离子屏障，大部分电镀离子无法穿过电缆线的环形面。面。面。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动更换电镀液的电镀箱


[0001]本专利技术涉及电镀
，具体为一种具有自动更换电镀液的电镀箱。

技术介绍

[0002]电镀是一种表面加工工艺，作用是在物件的表面镀覆上一层金属层，基体工件一般是导电体，特殊处理过的非金属工件也可以电镀。
[0003]电镀时，待镀的金属可以是作为阳极，在电镀过程不断电解进入电镀液然后在阴极重新获得电子成为金属原子而成为镀膜，有时待镀金属不适合用作阳极，而是直接以电解质的形式存在于电镀液内，阳极不再减少自身质量，电镀液内存放待镀金属的情况中，电镀液需要在电镀进行一定时间后更换，因为其内的溶质离子浓度减小，不再支持电镀作用或者浓度变化影响电镀质量，更换电镀液一般会暂停电镀过程，有时也可以是连续进出的补充电镀液，但是，不停机进行的电镀液补充，也会导致电镀环境中溶质离子浓度变化较大，在补充位置浓度高，扩散时受到电镀电流影响而浓度分布不均匀，这些都不利于电镀质量的提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有自动更换电镀液的电镀箱，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有自动更换电镀液的电镀箱，包括箱体、阳极、阴极、电镀电路，箱体内存放电镀液，阳极和阴极分别连接到电镀电路上，阳极和阴极分别插入箱体内并浸入电镀液，电镀箱还包括电缆线、辅助电路、出水管、进水管，辅助电路在电缆线上加载电流，电缆线浸入电镀液，电缆线上电流产生环形磁场约束电镀液内电解质离子存留在阳极至阴极的路径上，约束电解质离子的区域构成溶质离子高浓区域，进水管末端浸入电镀液并伸入溶质离子高浓区域内，出水管末端浸入电镀液并位于溶质离子高浓区域外。
[0006]电缆线的环形磁场约束电镀液内离子是通过吸引或排斥的方式实现，以单根导线为例进行分析，电镀液内离子运动是：负离子从阴极往阳极移动，而待镀金属在电镀液内先以正离子形式存在，然后从阳极往阴极运动，在阴极获得电子成为金属原子沉积到阴极上，在本申请分析时，待镀工件与阴极作为整体看待，正负离子的运动所表征的电流都是电镀液内从阳极往阴极，以正离子载流子分析，如果电缆线内通入的电流在空间上是从阳极往阴极的方向，从阳极往阴极看的方向，电镀载流子以
“×”
表示朝向纸面内的方向，电缆线也是朝向纸面内的电流方向，此时，电缆线产生的磁感线根据右手定则为顺时针环形，电镀载流子在运动时，受到磁场作用力，作用力的方向根据霍尔效应是朝向电缆线的中心线的，在电缆线附近运动的载流子会被吸引到电缆线表面，这样的分析可以同样适用于负电荷的载流子，即：电缆线内通以空间上从阳极往阴极方向的电流，电缆线能够对电镀载流子起到“吸引”作用，同理可以分析电缆线内通以空间上从阴极往阳极电流方向时的作用力情况，
可以发现，电缆线在此情况下会对电镀载流子产生“排斥”作用，吸引和排斥作用都可以用作构建溶质离子的约束区域，具体通过两种布置方式进行，两种布置方式都以环形分布的电缆线为核心。
[0007]以下是两种布置方式：作为一种进一步方案：以从阳极到阴极的路径中心线为轴线圆周均布有若干电缆线，电缆线内通入空间上从阴极到阳极方向的电流。都是从阳极往阴极看的方向，载流子表征的电流从纸面外朝向纸面内，而电缆线内的电流是从纸面内朝向纸面外，使用“·”表示，环形布置起来的电缆线每根分别在周围产生感生磁场，电缆线在较为密集的情况下，磁感线相互补偿与续接，最终构成一个以电缆线圆周布置时的中心线为轴线的环形磁场，这一环形磁场在电缆线所在环形面附近处密集，从电缆线所在环形面向两侧不断变得稀疏，电镀液内载流子在靠近电缆线所在环形面时，受到“排斥力”，因为根据霍尔效应判定时的左手法则，载流子受到的力都是远离电缆线所在环形面的，电缆线所在环形面所在载流子是载流子的屏障面，而作为基体的水分则可以无阻地穿过电缆线所在环形面，环形面构建出溶质离子的高浓区域，区域外的部分是较低浓度的电镀液，出水管引流排放，不会对高浓区域的溶质离子浓度造成较大的影响，高浓区域内的离子浓度为电镀提供原料，持续进行电镀，高浓区域内进水管提供一定浓度的电镀液补充，弥补电镀过程浓度的降低，进水管补充的溶液，溶质离子仍然被约束在高浓区域内，水体穿过电缆线所在环形面，等待被替换。约束起来的溶质离子可以让电镀材料取用的区域内溶质浓度近似不变，从而稳定电镀质量。
[0008]从阳极到阴极的路径中心线上单独设有一根电缆线，从阳极到阴极的路径中心线上的电缆线与周围圆周分布的其余电缆线内电流方向相同。
[0009]当只有一层环形布置的电缆线时，环形面内的离子在阳极与阴极间轴向运动时，都是受到向内的作用力，大量的离子积聚到中心位置，离子积聚后，离子相互之间也产生排斥力，类似于布朗运动以及熵增原理，溶质离子都是趋向于均匀分布的，所以，溶质离子有一个远离积聚位置的趋势，这一趋势作用在单个离子上时，这一离子获得径向穿过环形面的速度，该离子的合成速度是倾斜穿过电缆线环形面，而阳极到阴极的路径中心线上电缆线环形面产生的环形磁场在此处的影响力较小，所以，获得径向速度的离子可以加速到较大的速度，穿过环形面的能力增大，不利于环形面约束溶质离子，而在路径中心线上设置单独的一根电缆线后，这一电缆线产生对于电镀载流子排斥的力，从而也让载流子远离中心位置的电缆线，结合离子之间的熵增所需要的相互远离的趋势，最终的浓度分布是从中心线径向向外，浓度是先增大后减小的状态，最大浓度在电缆线环形面径向向内的一处位置上，进水管进流位置可以在靠近中心线的位置处。如此处置过后，大量的离子环形积聚，电镀电流大量从积聚的环形面上过流， 多余的离子可以被向内排斥以符合熵增趋势。
[0010]作为另一种进一步方案：以从阳极到阴极的路径中心线为轴线圆周均布有若干电缆线，电缆线内通入空间上从阳极到阴极方向的电流。环形布置的电缆线通入与电镀载流子方向相同的电流，电缆线环形面对于载流子产生吸引作用，相当于轴向前进的载流子积聚到环形面处，作为电镀电流的大量过流位置，积聚起来的轴向前面载流子能够对不作为载流子的溶质离子排斥，以期系统的熵最大化，相当于在电缆线环形面处成为离子“镜面”，减少离子穿过环形面。
[0011]进一步的，电缆线在阳极与阴极的连线上分别越过阳极、阴极，电缆线在靠近箱体
内壁面处折弯伸出箱体，电缆线越过阳极、阴极的位置处设置环流节，环流节环形绕过阳极或阴极。电缆线产生的磁场对于电镀离子具有吸引或排斥力，所以，为了让电镀离子具有完整的从阳极到阴极的路径，电缆线较长并且产生的影响电镀离子运动的磁场最好都是以阴阳极连线为方向，即，电缆线两端引出箱体以便连接到箱体外辅助电路的折弯位置尽量不要放在阴阳极连线上，至少要放到连线外。
[0012]进一步的，电镀箱还包括配液槽、废液槽、进水泵，配液槽和废液槽挂在箱体侧面，进水泵安装在箱体侧壁上，出水管连接至废液槽，进水泵进口连接配液槽，进水泵出口连接进水管。配液槽内存放高浓度的电镀溶液，在电镀过程通过进水管补充到箱体内稳定电镀液浓度。
[0013本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自动更换电镀液的电镀箱，包括箱体（1）、阳极（21）、阴极（22）、电镀电路（23），所述箱体（1）内存放电镀液，所述阳极（21）和阴极（22）分别连接到电镀电路（23）上，阳极（21）和阴极（22）分别插入箱体（1）内并浸入电镀液，其特征在于：所述电镀箱还包括电缆线（31）、辅助电路（32）、出水管（4）、进水管（5），所述辅助电路（32）在电缆线（31）上加载电流，所述电缆线（31）浸入电镀液，所述电缆线（31）上电流产生环形磁场约束电镀液内电解质离子存留在阳极（21）至阴极（22）的路径上，约束电解质离子的区域构成溶质离子高浓区域，所述进水管（5）末端浸入电镀液并伸入溶质离子高浓区域内，所述出水管（4）末端浸入电镀液并位于溶质离子高浓区域外。2.根据权利要求1所述的一种具有自动更换电镀液的电镀箱，其特征在于：以从阳极（21）到阴极（22）的路径中心线为轴线圆周均布有若干所述电缆线（31），电缆线（31）内通入空间上从阴极（22）到阳极（21）方向的电流。3.根据权利要求2所述的一种具有自动更换电镀液的电镀箱，其特征在于：从阳极（21）到阴极（22）的路径中心线上单独设有一根电缆线（31），从阳极（21）到阴极（22）的路径中心线上的电缆线（31）与周围圆周分布的其余电缆线（31）内电流方向相同。4.根据权利要求1所述的一种具有自动更换电镀液的电镀箱，其特征在于：以从阳极（21）到阴极（22）的路径中心线为轴线圆周均布有若干所述电缆线（31），电缆线（31）内通入空间上从阳极（21）到阴极（22）方向的电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华，王兆平，陈萍，
申请(专利权)人：江苏杰成电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：