SU918340A1

SU918340A1 - Device for automatically controlling electrical deposition of metal

Info

Publication number: SU918340A1
Application number: SU792879659A
Authority: SU
Inventors: Петр Павлович ВАСИЛЬЕВ; Иван Петрович Лисененков; Виктор Флегонтович Волынец; Валерий Викторович Клавинг; Александр Всеволодович Рудаков; Николай Николаевич Шортов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1824
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1982-04-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО дл АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ (54) DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL AND REGULATION OF ELECTRIC PROCESSING PROCESS

II

Изобретение относитс к технологии {процесса гальванических покрытий, например серебрени волноводов, меднени печатных плат и других аналогичных процессов , качество которых зависит от Стабильности поддержани параметров процесса .The invention relates to a process {process of electroplating, for example, silvering of waveguides, copper plating of printed circuit boards and other similar processes, the quality of which depends on the stability of the process parameters.

Известно устройство дл автоматического контрол и регулировани прсшесса эпектроосаждени металла, содержащее источник питани и систему автоматического регулировани . Устройство позвол ет регулировать ток в ванне с учетом зависимости тока от площади детали i .A device is known for automatically controlling and regulating a metal speciation deposition comprising a power source and an automatic control system. The device allows you to adjust the current in the bath, taking into account the dependence of the current on the area of the part i.

Недостатками известного устройст вл ютс об зательное наличие двух ванн (химического обезжиривани и ); об зательное наличие специальногр датчика в нерабочей ваине (измерительного электрода) дл опредепени площади поверхности детали, невозможность изменени качества деталей между моментами химического обезжиривани и гапьвано- осаждением металла уже в рабочей ванне. МЕТАЛЛАThe disadvantages of the known device are the obligatory presence of two baths (chemical degreasing and); the obligatory presence of a special sensor in the non-working vain (measuring electrode) to determine the surface area of the part, the inability to change the quality of the parts between the moments of chemical degreasing and gapvano-deposition of metal already in the working bath. METALS

Наиболее близким к предлагаемол у по технической сущности и достигаемому результату вл етс устрюйство, содержащее источники напр жени , задатчик пло1 ности тока и систему автоматического регулировани , состо щую из последовательно соединенных усилител , управл емого выпр мител и датчиков тока и напр жени , подключенных к рабочим электродам гальванической ванны 2. .Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device containing voltage sources, a current flatness adjuster and an automatic control system consisting of a series-connected amplifier, a controlled rectifier, and current and voltage sensors connected to the workers galvanic bath electrodes 2..

10ten

В известном устройстве снимаетс р д вольтамперных характеристик ваниы, в заданном диапазоне площадей поверхностей покрыти , путем погружени в ванну р да пластин с известной площадью по- . In the known device, a series of current-voltage characteristics of vanilla is taken, in a given range of surface areas of the coating, by immersing a number of plates with a known area in the bath.

IS верхности; выполн етс графическое построение семейства Характеристик и нанесение на них линий заданной плотности , методом посто нных приближений агрегат регулируетс на две точки построенной IS surface; graphical construction of the Characteristics family is carried out and the lines of a given density are plotted on them; the aggregate is adjusted by the method of constant approximations to two points of the constructed

20 линии при погружении в ванну пластин с минимальной и максимальной площад ми поверхностей. Эта сложна измернтельносассчетна процедура настройки вл етс существенным недостатком агрегата, снижающий его производительность. Кроме того, это устройство характеризуетс недостаточной длл обеспечени высокого качества покрыти точностью поддержани и контрол заданной плотности тока.20 lines when immersed in a plate bath with a minimum and maximum surface area. This complex measurement-computational setup procedure is a significant drawback of the unit, reducing its performance. In addition, this device is characterized by insufficient dll of ensuring high quality of the coating with the accuracy of maintaining and controlling a given current density.

Цепь изобретени - повышение качества покрытий и увеличение производительности ванны.The circuit of the invention is improving the quality of coatings and increasing the performance of the bath.

Поставпеннгш цепь достигаетс тем, что устройство дл автоматического контрол и регулировани процесса электро- осаждени металла, содержащее источники напр жени , задатчик плотности тока и систему автоматического регулировани состо щую из последовательно соединенных усилител , управл емого выпр мител и датчиков тока и напр жени , подключенных к рабочим электродам гальванической ванны, снабжено прюграммным переключателем , таймером и последовательно соединёнными функциональ№1м преобразователем с. элементом пам ти и умножителем , один из входов которого соединен с задатчиком плотности тока, причем два клхода программного переключател подключены к усилителю, а третий - к функциональному преобразователю, четыре его входа ссютветственно - к,«датчику напр жени , источнику nocTojiHHoro напр жеВИЯ , умножителю и таймеру, а два - к датчику тока.The supply chain is achieved by the fact that a device for automatic control and regulation of the process of electro-deposition of metal, containing voltage sources, current density adjuster and automatic control system consisting of a series-connected amplifier, controlled rectifier and current sensors and voltages connected to to the working electrodes of the electroplating bath, equipped with a programmable switch, timer and serially connected functional 1m converter with. a memory element and a multiplier, one of the inputs of which is connected to a current density adjuster, two software switches connected to the amplifier, and the third to a functional converter, four of its inputs correspondingly to the voltage sensor, nocTojiHHoro voltage, multiplier and a timer, and two to the current sensor.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит источники напр жени , задатчик плотности тока (на чертеже не указаны), систему автоматического регулировани 1, состо щую из усилител 2, управл емого вьшр мител 3, датчика тока 4 и датчика напр жени 5, программный переключатель 6, таймер 7 и последовательно соединенные функциональный преобразователь 8 с элементом пам ти и умножитель 9, один из входов которого соединен с задатчиком плотное- ти тока, причем два выхода программного переключател 6 подключены к усилителю 2, а третий - к функциональному пре , - . .The device contains voltage sources, a current density adjuster (not shown), an automatic control system 1 consisting of an amplifier 2, controllable pattern 3, a current sensor 4 and a voltage sensor 5, a program switch 6, a timer 7 and sequentially function transducer 8 connected to a memory element and multiplier 9, one of the inputs of which is connected to a current density adjuster, with two outputs of software switch 6 connected to amplifier 2, and the third to a functional terminal, -. .

образователю 8, четыре его входа соответственно к датчику напр жени 5, иоточнику посто нного напр жени , умноисн; теша 9 и; таймеру 7, а два - к датчику тока 4. Выходы системы .автоматического регулировани 1 подключены к электродам гальванической ванны 1О, Функциональный преобразователь 8 с элементом пам ти содержит информацию о характеристике 5 1).The creator 8, its four inputs, respectively, to the voltage sensor 5, a constant voltage source, is multiplexed; Tesha 9 and; timer 7, and two to current sensor 4. The outputs of the automatic regulation system 1 are connected to the electrodes of the galvanic bath 1O, Functional converter 8 with a memory element contains information about the characteristic 5 1).

Умножитель 9 вычисл ет силу тока как произведение определенной площади на заданную дл выбранного гальванического процесса плотность тока (.D).The multiplier 9 calculates the current strength as the product of a certain area by the current density (.D) given for the selected galvanic process.

Программный переключатель 6 вьшолнен с двум режимами переключени .Software switch 6 is implemented with two switching modes.

Устройство работает сле укшим образом .The device works in the following way.

Рабочий цикл устройства состоит из двух частей (режимы I и и). В режиме X (вычисление iioBepXHocTH погруженных в ванну деталей) установочный вход 11 усилител 2 САР через программный переключатель 6 присоедин етс к источнику напр жени Yj. котором сн та характеристика Se(.i) ванны , а вход 12 обратной св зи САР - к датчику 10 напр жени на ванне.The duty cycle of the device consists of two parts (modes I and and). In X mode (iioBepXHocTH calculation of the details immersed in the bath), the installation input 11 of the CAP 2 amplifier is connected to the voltage source Yj via the program switch 6. The characteristic is the Se (.i) characteristic of the bath, and the feedback input 12 of the SAR to the voltage sensor 10 on the bath.

САР в этом режиме с высокой точностью поддерживает на ванне напр же™® COnst P этом на элементе пам ти функционального преобразовател 8 записываетс значение тока, по которому на выходе преобразовател этого узла формируетс значение величины площади поверхности погруженных в ван деталей. Режим I длитс около минуты, после чего таймер 7 переводит устройство в режим |The CAP in this mode, with high accuracy, maintains on the bath a ™ ™ COnst P this, on the memory element of the functional converter 8, records the value of the current through which the value of the surface area of the submerged parts is formed at the output of the converter of this node. Mode I lasts about a minute, after which timer 7 switches the device to mode |

В этом режиме входы САР 12 и 11 подключаютс к выходу умножител 9 и датчику тока 4 ванны соответственно, ,а вход элемента пам ти функционального преобразовател 8 отключаетс от этого датчика,In this mode, the SAR inputs 12 and 11 are connected to the output of the multiplier 9 and the current sensor 4 of the bath, respectively, and the input of the memory element of the functional converter 8 is disconnected from this sensor,

В результате САР поддерживает в ванне с высокой точностью ток, вычисл емый в умножителе 9 как произведение заданной плотности тока на вычисленную плс цадь поверхности S установленных и ванне деталей.As a result, the SAR maintains in a bath with high accuracy the current calculated in multiplier 9 as the product of a given current density and the calculated pls of the surface S of the installed and the bath parts.

Если, например, устройство выполне- I но на цифрош 1Х элементах, то в качестве элемента пам ти функционального преобразовател можно использовать регистр, в качестве функционального преобразоватл и умножител 9 - посто нное запо- минакшее устройс- во, в качестве переключател 6 - элементы И-ИЛИ.If, for example, a device is made on the digital 1X element, then a register can be used as a memory element of a functional converter, as a functional converter and multiplier 9 - a permanent memory, as a switch 6 - elements AND -OR.

Кроме того, таймер 7 устройства может выполн ть также фуншши контротга длите льнос1:и гапьванопроцесса,In addition, the timer 7 of the device can also execute control longs1: and gapvanoprocess;

Предлаг 1емое устройство обеспечивает полную автоматизацию вычислени площадей поверхности обрабатываемых в гальванической ванне деталей и точную стабилизацию тока в ванне на заданнуюThe proposed device provides complete automation of the calculation of the surface areas of parts processed in a galvanic bath and precise stabilization of the current in the bath to a predetermined

5. .9183405. .918340

плотность. Это улучшает качество покрытий и повышает производительность ванПараметрыdensity. This improves the quality of coatings and improves the performance of the VanParameters.

LteeT серебристо-белый, матовый; структура мелкокристаллическа LteeT is silvery white, matte; fine crystalline structure

Хорошее, после испытани на прочность отслаивани и шелушени не наблюдалосьGood, after peeling and peeling test was not observed

В срепнемО,8 поры на 1 см на поверхноста 10 амIn harmony, 8 pores per 1 cm on the surface 10 am

12 мкм за 50 мин при заданной площади деталей и ПП1ОТНОСТИ тока Г1)О.5 А/дм5 Возможность оперативного переключени плотноЬти позвол ет проводатъ р д последовательных операций на одном и том же завесе деталей в гальванование: |злектроуплотнение, электрополировку, эпек т кваргевание. Улучшенна точность поддержани оптимальней} плотности дает воэ можность при заданном качестве ти бдвое увеличить плотность тока. На предлагаемых образцах аппараты по сравнению с известной достигнута двойна производительность ванн при улучшении качества покрытий и сохранении штата обслуживающего персонала, не- ключена практически операци ручного кварцевани (местное уплотнение), отходы по браку снизились с 2О до 10%, Формула и 3 о б р е те ни Устройство дл автоматического контрол и регулировани процесса электроосаждени металла, содержащее источники напр жени , задатчик. плотности TOica и систему автоматического регулировани , состо щую из последовательно соединенШ )1Х усилител , управл емого выпр мите-12 µm for 50 min at a given area of parts and current P1101 G1) O.5 A / dm5 The ability to quickly switch to tightness allows a series of consecutive operations on the same curtain of parts to electroplating: electroplating, electropolishing, and quartzizing epekt. The improved accuracy of keeping the density better} makes it possible, for a given quality, to double the current density. Compared with the known samples, the proposed bath performance achieved double bath performance while improving the quality of coatings and maintaining the staffing staff, practical operation of manual quartz (local compaction) was not practically implemented, scrap waste decreased from 2O to 10%, Formula and 3% Equipment The device for automatic control and regulation of metal electroplating process, containing voltage sources, control unit. TOica density and automatic control system consisting of a series-connected 1X amplifier controlled by a rectifier

ны по сравнению с известным устройством {см. таблицу).compared with the known device {see table).

ВАКРWACR

Макет установкиInstallation layout

Цвет серебристо-белый с блеском структура осадка более плотна , мелкокристаллическа The color is silver-white with glitter. The structure of the sediment is more dense, fine-crystalline.

В среднем О,3 поры на 1 см на поверхности ID дм On average, 3 pores per cm on the surface ID dm

12 мкм за 20 мин при автоматическом определении площади деталей и заданной плотности тока О,/ Э,5 А/дм ЛЯ и датчиков тока и напр жени , подклхученных к рабочим электродам гальванической ванны, отличающеес тем, что, с целью повышени качества покрытий и увеличени производитепь осм ти ванны, оно снабжено программным переключателем , таймером и последовательно соединенными функциональным преобразователем с элементом пам ти и умножителем , один из входов которого соединен с задатчиком плотности тока, причей два выхода программного переключател подключены кусилителю, а третий - к функдионашэиому преобразователю, четыре его входа соответственно - к датчику напр жени , источнику посто1шного иапр жени , умножителю и таймеру, а два - к датчику тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Mb 6О0217, кл. С 2511 21/12, 1976. 2.Агрегат выпр мительный реверсив-, шли типа ВАКР-100-12У4. Быстро ский электротехнический завод 722230, Киргизска ССР, И. Быстровка.12 microns in 20 minutes with automatic determination of the area of parts and a given current density O, / E, 5 A / dm LNA and current and voltage sensors connected to the working electrodes of the electroplating bath, characterized in that, in order to improve the quality of coatings and increase The manufacturer of the bath is equipped with a software switch, a timer and a serially connected functional converter with a memory element and a multiplier, one of the inputs of which is connected to the current density setting unit, and two outputs of the software switch ents kusilitelyu connected, and the third - to funkdionasheiomu converter, its four inputs respectively - to the sensor voltage supply posto1shnogo iapr voltage multiplier and a timer, and two - a current sensor. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR Mb 6О0217, cl. From 2511 to 21/12, 1976. 2. The rectifying reversing unit is VAKR-100-12U4. Fast Electrical Plant 722230, Kirghiz SSR, I. Bystrovka.

rzrz

1 дфозы 380gl2W6 J SO Гц1 dose of 380gl2W6 J SO Hz

Claims

Claim

Device for the automatic control and regulation of the metal electrodeposition process comprising source voltage setpoint, the current density minutes automatic control system consisting of a series connected amplifier and managed vypryamite- A current and voltage sensors, podkgao _(chennyh to the working electrodes of the plating bath, wherein that, with a chain to improve the quality of coatings and increase the productivity of the bath, it is equipped with a program switch, timer and sequence ^: but a functional converter with a memory element and a multiplier, one of the inputs of which is connected to a current density adjuster, with two outputs of the program switch connected to an amplifier, and the third to a functional converter, its four inputs respectively to a voltage sensor, a constant voltage source * , a multiplier and a timer, and two to a current sensor.