[发明专利]基于CAE分析的旋转电镀阴极电流密度分布的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种基于CAE分析的旋转电镀阴极电流密度分布的评价方法。 

背景技术

随着制造业的发展，电镀加工件的形状越来越复杂，要求及标准不断提高，特别是小型复杂的零件，单靠传统的挂镀+阴极移动，很难达到较高的成品合格率，旋转电镀相对于传统的电镀方式具有明显的优点。旋转电镀是一种在电镀过程中实现待镀工件（阴极）相对阳极不断旋转，实现了工件在电镀槽内的溶液中沿中心轴作圆周旋转，这使得镀液对镀件表面不断的大幅度的冲刷和充分的接触交换，同时工件的旋转也使得在旋转电镀装置内的电力线分布较均匀，从而最终达到镀件的镀层均匀、质量好、成本低的目的。在水平旋转电镀、垂直旋转电镀、倾斜旋转电镀等方式中，垂直旋转电镀方式是适应现代化自动化生产发展要求的，最具前景的旋转电镀方式。 

虽然旋转电镀可以满足生产的需要，但随着MLCC小型化的发展，对镀层的质量要求越来越高，电镀过程中发生的不良越来越难以控制。由于镀层质量与阴极的电流密度直接相关，而旋转电镀过程中由于电镀发生在密闭的空间内，阴极的电流密度无法进行直接测量，因此寻找一种操作简单、方便修改工艺参数，减少实验次数，缩短实验周期，降低实验成本的电流密度评价方法，成为现阶段本领域技术人员亟待解决的重要问题。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于CAE分析的旋转电镀阴极电流密度分布的评价方法，方便修改工艺参数，减少实验次数，缩短实验周期，降低实验成本。 

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于CAE分析的旋转电镀阴极电流密度分布的评价方法，包括以下步骤： 

a、建立旋转电镀装置有限元模型，选取阴极圈为分析对象；

b、设定垂直旋转电镀锡的阳极篮电流值、阴极导电孔处的电位；

c、对阴极圈内壁电流密度分布进行仿真；

d、将仿真结果与基准参考值进行比较，若仿真结果大于基准参考值，则说明此部位容易发生流动不良，反之，为合格。

优选地，所述阳极篮电流值为30A-90A,阴极导电孔处的电位为0V。 

优选地，所述步骤d中基准参考值为12.9mA/mm²

本发明的有益效果是: 本发明结构简单，工艺参数修改方便，大大减少实验次数，缩短实验周期，降低实验成本，基于该评价结果的改善大大降低了MLCC制品流动不良率，提升了MLCC制品的品质，更适于对未知的复杂系统的研究。

附图说明

图1是 旋转电镀装置改善前的模型图； 

图2是 旋转电镀装置改善后的模型图；

图3是改善前边界条件设定及求解结果说明图；

图4是改善后边界条件设定及求解结果说明图；

图5 是改善前镀层表面形貌SEM 图；

图6 是改善后右镀层表面形貌SEM 图；

图7是改善前后不良率趋势对比图。

图中：1、阳极；2、Canopy；3、阴极圈；4、阴极圈绝缘底板；5、导电底座；6、阴极导电孔。 

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。实施例1 

   应用上述方法对改善前阴极圈内壁电流密度分布进行模拟，如图1和3所示，步骤如下：

（1）打开Workbench，从工具箱中调入电场分析系统【Electric】到项目流程图【Project Schematic】，工具栏中单击【Save】按钮，保存文件Current Density.wbpj。

（2）双击【Engineering Data】单元格。 

（3）定义工程材料数据：数据大纲列表中新建材料名称【阳极】。 

（4）工具箱中单击【Electric】→【Isotropic Resistivity】，输入各项同性电阻率，属性窗口中输入【Isotropic Resistivity】数值。 

（5）工具栏中单击【Return to Project】返回项目流程图。 

（6）创建改善前几何模型：右键单击【Geometry】，导入3D模型。 

（7）稳态电流传导分析： 

1）切换回Workbench窗口，双击【Model】单元格进入稳态电场分析环境。

2）明细窗口中指定材料：【Material】→【Assignment】。