摘要：本文主要介绍目前整流器的分类及其优点，并简述了整流器对电镀的影响。

　　关键词 整流器 ；纹波系数；电镀品质

　　深圳正天伟科技有限公司  陈海亮

　　一、前言

　　随着PCB行业电路印制技术的迅猛发展，印制电路板制造向多层化，积层化，功能化，集成化方向发展的趋势越来越明显，且线路板的设计将继续朝着轻、薄、短、小的方向发展。线路板的线宽/线距将趋于越来越小，孔径亦将趋向于越来越小。线宽/线距的变小对蚀刻和图形线路提出更高的要求，同时电镀铜的表面外观要求也有更高的要求，线路板孔径越来越小对电镀同样也要求越来越高。电镀行业的技术专家们针对这种变化趋势要求，对电镀添加剂的研究同样取得很大的突破，同时电镀设备厂家亦针对电镀的均匀性和深镀能力推出更先进的环形电镀线和水平脉冲电镀线。印制电路板厂家和电镀药水供应商也对设备的电镀均匀性和电镀添加剂的深镀能力给予极大的关注，但是对电镀过程必不可少的整流器的影响却关注度不足。本文简单介绍电镀整流器的分类和对电镀品质的一些影响，希望能起到抛砖引玉的作用，对从事线路板的同行在处理技术问题时能有所帮助。

　　二、整流器分类

　　1.可控硅电源(俗称硅整流)

　　采用工频变压器将交流输入电压转变为较低(10V～20V)交流电压，再通过可控硅进行整流和调压。控制机理是通过控制电路对可控硅的导通角进行控制来实现输出电压和电流的调节。此种电源的缺点是体积大、重量重、噪音大、耗电大、波纹大。随着生产工艺对镀层质量及自动控制的要求越来越高，以及近年来人们对节能及环保意识的增强，在PCB电镀中已逐渐被淘汰。它主要使用在电流较大的工业电镀上。

　　2.高频开关整流器(亦称开关电源)

　　它将交流电网经EMI防电磁干扰线路滤波器，直接整流、滤波，经变换器将直流电压变换成数十或数百kHz的高频方波，经高频变压器隔离、降压，再经高频滤波输出直流电压。经取样、比较、放大及控制、驱动电路，控制变换器中功率管的占空比，得到稳定的输出电压(或输出电流)。

　　高频开关整流器的调整管工作在开关状态，功率损耗小，效率可达到75%~90%，体积小、重量轻，而且精度、纹波系数均优于硅整流器，在全输出范围内都能达到生产所要求的精度。它具有自我保护能力，可以在带负载的情况下任意启停。它能极方便的与计算机进行连接，给自动化生产中带来了极大的方便，在PCB电镀行业中得到广泛的应用

　　三、整流器技术指标

　　常见的直流整流器的基本技术参数

　　电镀直流整流机技术参数输入电压AC380V/AC220V输出特性恒流/恒压可转换  ( 0~额定值 )调节精度≤1%效   率≥89%功率因数≥90%保护方式过压、欠压、过热、过流冷却方式风冷或水冷可选配置PLC接口环境温度-20℃-45℃环境湿度≤80%绝缘等级B级防护等级IP20输出波形高频方波、直流及叠加波形

　　除了上述基本的技术参数外还需要重点关注的是整流器的纹波系数，目前，低纹波系数整流电源中输出纹波系数的大小尚无统一规定，一般认为纹波系数小于5%的整流电源可称为低纹波电源。

　　四、整流器的选择

　　选择电镀电源有三个要求：

　　第一，要符合电镀工艺所要求的规范，包括电源的功率大小、波形指标、电流电压值可调范围等；

　　第二，是电源本身的可靠性能，这主要是指结构的合理性、安全性以及线路特点、冷却方式等；

　　第三，要考虑其价格的性价比。

　　确定一个镀种及其所有的镀槽要配置多大的和什么样的电源是实施电镀生产首要的重要工作。实际生产当中确定电镀电源有两种方法：一种要根据镀液容量来确定的体积电流密度法；另一种是按受镀面积来计算的单位面积电流密度法。所谓体积电流密度，就是根据每升镀液允许通过的最大电流，来调整整个镀槽需要通过的电流强度，从而确定所要用的电源最大和常规输出的功率。镀铜一般是0.2～0.3A/L，镀镍是0.1～2.5A/L，光亮镀镍是0.3～0.35A/L，以镀铜为例，6000L的镀液最大工艺电流可达0.2-0.3A/L×6000L=1200-1800A，这样选用1800A的电源即可。根据受镀面积也可以计算出最大电流。以镀铜为例，如果是6000L的镀液，允许的最大电流密度为3A/dm2，假设镀槽满载时可以镀280dm2，则所需要的电源最大输出电流为3A/dm2×280dm2×2side=1680A，也就是要配置1800A、18V的整流电源。在确定了电源的功率大小以后。还要根据电镀工艺的需要和电镀现场的条件来选择电镀电源的波形、冷却方式、体积大小和防腐蚀能力等，包括成本因素综合仅以平衡。

　　五、整流器对电镀品质的影响

　　采用定脉宽高频稳压/稳流开关电源和低纹波输出电源具有以下优点：

　　1．降低孔隙率，晶核的形成速度大于成长速度,促使晶核细化。

　　2．改善结合力，使钝化膜击穿,有利于基体与镀层之间牢固的结合。

　　3．改善覆盖能力和分散能力，高的阴极负电位使普通电镀中钝化的部位也能沉积,减缓突出部位由于沉积离子过度消耗而带来的“烧焦”“树枝状”沉积的缺陷。

　　4．降低镀层的内应力，改善晶格缺陷、杂质、空洞、瘤子等,容易得到无裂纹的镀层，减少添加剂消耗。

　　5．有利于获得成份稳定的合金镀层。

　　6．改善阳极的溶解,不需阳极活化剂。

　　7．改进镀层的机械物理性能，如提高密度降低表面电阻和体电阻,提高韧性、耐磨性、抗蚀性而且可以控制镀层硬度。

　　8．提高产品成品率、产品质量。

　　而选用一种不合适的整流器或者整流器出现故障时，将对电镀的品质产生难以预估的影响。

　　六、结束语

　　充分重视直流电源波形对电镀质量的影响，采用定脉宽高频稳压/稳流开关电源和低纹波电源能提高电镀质量。

　　参考文献及资料：

　　《电镀电源及对电镀工艺过程的影响》青岛大学 谢洪波 张来祥 马学奎

　　《电镀用定脉宽开关电源和低纹波整流电源》中国电镀网

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