Обзор методов измерения толщины гальванического покрытия
Существуют два вида методов контроля толщины покрытий ПП: химические методы и физические методы. К химическим методам относятся: Капельный метод заключается в растворении покрытия на заданном участке последовательно наносимыми каплями растворителя до обнажения подслоя. Точность определения толщины капельным методом составляет %. Испытания проводят следующим образом. После тщательной механической и химической очистки поверхности контролируемого элемента с помощью капельницы наносят на проверяемый участок платы одну каплю соответствующего раствора и выдерживают её на поверхности в течение одной минуты. По истечении этого времени каплю удаляют фильтровальной бумагой, насухо вытирают и на то же место наносят следующую каплю свежего раствора. Нанесение капель продолжают до обнажения подслоя, что устанавливается по изменению окраски в месте нанесения капель. Расчёт толщины покрытия производится по следующей формуле:
,
где Q- толщина покрытия на данном участке, мкм; n- количество капель растворителя, израсходованного при испытаниях; - толщина покрытия, снимаемая одной каплей в течение 1 мин. Составы растворов, применяемых при капельном методе, и значения коэффициента приведены в таблице 1. Таблица 1. Составы растворов, применяемые для определения толщины покрытия капельным методом.
Струйный метод определения толщины покрытия более точен, чем капельный, и требует меньше времени. Он имеет следующие варианты: определение толщины по продолжительности действия раствора и по объёму израсходованного раствора. Вариант по продолжительности действия раствора осуществляется методом прямого наблюдения или электроструйным нуль-методом. Погрешность данного метода % при толщинах более 5 мкм. Сущность струйного метода заключается в определении времени растворения покрытия под действием струи раствора, вытекающего из бюретки с определенной скоростью и падающего на контролируемую поверхность под углом .Толщину покрытия определяют по формуле
,
где Q- толщина покрытия, мкм; q- толщина покрытия, растворяемая за 1 с, мкм/с; - время, затраченное на растворение покрытия, с. Скорости растворения некоторых видов покрытий в зависимости от температуры реактива представлены в таблице 2.Точность данного метода % при толщинах более 5 мкм. Для определения толщины покрытия олово- свинец (сплава типа ПОС), осаждённого гальваническим путём, применяется метод струйного электрохимического растворения. Для проведения измерения испытательный элемент заготовки ПП изолируют липкой хлорвиниловой лентой, оставив в точке испытания отверстие диаметром 1,5…2,0 мм для действия струи. Применяемый реактив состоит из борфтористоводородной кислоты концентрации 142 г/л. К капельнице через платиновую проволочку и к испытательному элементу подключают через амперметр источник постоянного тока. Испытательный элемент выполняет роль анода. Открывая кран капельницы, включают секундомер и отсчитывают время, необходимое для растворения слоя покрытия. Ток в момент испытания поддерживается равным 10мА. Конец растворения определяется визуально по изменению цвета пятна металла, расчёт толщины покрытия производят по формуле:
,
где Q- толщина покрытия олово- свинец, мкм; 0,11- толщина слоя олово- свинец, растворяемая за 1 с при токе 10 мА, мкм/с; - время, затраченное на растворение покрытия, с.
Таблица 2. Толщина покрытия q, растворяемого за 1 с
Точность данного метода % при толщинах от 2 до30 мкм. Кулонометрический метод основан на законе Фарадея, согласно которому количество прореагировавшего вещества прямо пропорционально количеству электричества, прошедшего через электрохимическую систему. Метод состоит в том, что измеряют количество электричества или время прохождения неизменяющегося тока. Исследуемый процесс должен протекать со 100%-ным выходом по току. При контроле толщины покрытия в качестве анода используют небольшой участок поверхности металла известной площади, а всю остальную поверхность изделия закрывают защитным слоем или используют специальную прижимную ячейку с эластичным наконечником, создающим необходимую герметичность зоны контроля и возможность интенсивного обмена электролита у поверхности анода периодическим изменением давления на ячейку. Гальванопокрытия растворяют при таком анодном потенциале, при котором не может растворяться подложка, тогда резкое увеличение этого потенциала указывает на окончание реакции. В общем случае, регистрируя изменения анодного потенциала, можно проходить все слои многослойного покрытия, измеряя их толщину. Если ток в электрохимической ячейке поддерживается постоянным, толщина покрытия Q вычисляется по формуле:
,
где t- время растворения покрытия; - плотность осаждаемого металла; k- электрохимический эквивалент; S-площадь рисунка; I- ток, А. Состав электролитов для кулонометрического метода контроля подбирается так, чтобы предотвратить бестоковое растворение покрытия. Кулонометрический метод контроля толщины покрытий хорошо сочетается с электрохимическими методами количественного анализа, в частности с хроноамперометрией и полярографией, для определения состава покрытия.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (228)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |