[发明专利]一种对镀件施加外部磁场的电镀装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种对镀件施加外部磁场的电镀装置及方法。

背景技术

磁电镀技术是指在外加磁场中进行电镀的技术，外加磁场能够改变析出金属在阴极上的沉积速度和晶体生长的方向，提高电镀的效率，对镀件表面的均匀性、硬度，以及其它电化学性能等都有明显的影响。如在磁场中镀铜可以使过电位降低，提高电流密度，所得电镀产物明亮坚硬，质地优良；在磁场中电镀铁钴镍时，沉积速度增加，矫顽磁力和各向异性减少，并降低沉积物的内应力(程华，现代化工，1991，第2期，pp.54-58；Matsushima et al.，J.Solid State Electrochem，2007，Vol.11，pp.737-743)。

磁场强度与距离的立方成反比，随着与磁铁距离增加而急剧减小，为了在镀件周围获得较大的磁场强度，进行有效的磁场电镀，大部分工作都是对小尺寸的镀件进行磁场电镀；磁场从电镀槽外部施加到镀件上，因此所用电镀槽尺寸也比较小(Matsushima et al.，Surface and Coatings Technology 2004，Vol.179，pp.245-251)。在磁场中对较大尺寸镀件进行电镀时，在镀件上施加的磁场强度减弱很多，需要使用高强度的磁铁，费用将大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁电镀装置，通过电镀槽结构的变化，以便使用普通的磁铁，对尺寸较大的镀件施加有效的磁场，实现磁场条件下的电镀。

一种磁电镀装置，该装置包括电镀槽和支架，支架放置在电镀槽内，电镀槽为上开口的长方体，用于盛放镀液，支架由底板、两块支撑板和支撑杆构成，两块支撑板互相平行，两块支撑板上侧由两条支撑杆连接，下侧固定在底板上，每块支撑板外侧均设有沟槽，支撑杆将支撑板连接为一体，能够承受两侧磁铁之间的吸引力作用；每块支撑板外侧均设有沟槽，在每块支撑板外侧的沟槽内均设置有磁铁，磁铁依靠相互的吸引力紧贴在支撑板上，磁铁用密封袋包装而与镀液隔离；阴极镀件放置在支架中。

所述支架用于分隔固定磁铁和镀件基体，是独立部件，可以从电镀槽中取出，方便清洗和更换。

阳极固定在电镀槽长边壁面内侧，可以进行双面或单面电镀。

两块支撑板的宽度优选与电镀槽内部宽度相同。

所述支架的支撑板外侧沟槽可以固定磁铁的横向位置，而且磁铁可以在沟槽中上下移动，适应不同尺寸的镀件，使镀件总是处于磁场中央。

电镀槽和支架优选都由耐酸碱腐蚀的硬质塑料制作。

除了磁铁的厚度外，支撑板与电镀槽短边之间留有一定的富余距离，需要时可以对磁铁进行叠加。

阴极镀件放在支架的两块支撑板之间，支架上部设置挂杆，用于固定阴极镀件，支撑板之间的距离需要根据镀件的大小和磁铁的作用距离来确定，以能够容纳需要电镀的镀件中尺寸最大者为上限，还要使两块磁铁在该距离上有尽可能强的相互作用。所述支架使得磁铁尽可能靠近镀件，以便在镀件所处位置获得尽可能高的磁场强度。

上述磁电镀装置的使用方法：首先将两块磁铁密封，以异性磁极相对的方向安装到支架两边的支撑板沟槽内，由于磁铁之间的吸力自动紧贴在支撑板上；将支架放入电镀槽中部位置，镀件放入支架的两支撑板中间并固定；调整磁铁在沟槽中的上下位置使其处于镀件的中部位置，然后将磁铁固定；阳极固定在电镀槽长边壁面内侧，加入镀液，液面没过镀件上边缘即可，之后通电进行电镀。

电镀时可以用塑料块填充支撑板与电镀槽壁面之间的空间，减少镀液的装填量。

本发明的有益效果为：

本发明通过支架将两块磁铁分隔在镀件外侧两端，固定磁铁之间的距离，得到稳定的磁场，并依靠磁铁之间的吸力将磁铁固定在沟槽中，支架使得磁铁尽可能靠近镀件，从而镀件所处位置获得高的磁场强度。本发明可以使用较简单的永磁铁给尺寸较大的阴极镀件施加磁场，需要时还可以叠加磁铁，具有低成本，简便易用的特点。

附图说明

图1是本发明电镀槽示意图；

图2是本发明支架示意图；

图中标号：1支撑板、2支撑杆、3磁铁、4底板、5沟槽、6挂杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行说明：

实施例1