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CVS循环伏安剥离/溶出分析在电镀槽液分析中的应用

法国MPC，CVSmart电镀添加剂分析仪，深圳联系人：肖生 13802278793， QQ:185412738 。

对电镀槽液的测试和分析目前主要是通过两种方法来实现:哈氏槽测试和循环伏安剥离分析技术.前者广泛使用，结果直观，*大的缺点是不能提供定量分析数据，无法帮助用户**监控槽液。

本文介绍的循环伏安剥离/溶出或者CVS/CPVS能够分析槽液稳定性和并且将结果定量化，帮助用户更好地控制电镀工艺。

CVS循环伏安剥离/溶出分析在电镀槽液分析中的应用

循环伏安溶出分析(CVS)可以用于分析电镀溶液中的有机物，这个结果也是基于槽内有机物在电镀中的反应。不管用户需要测试的是光亮剂，抑制剂或者其他，这些有机物都可以被电镀的速度所反应。
 
此分析过程的实现是通过三电极系统完成，其中的工作电极是圆盘旋转电极。在测试过程中，工作电极上的电流由仪器输出控制。电流会在设定的正负电压之间按照固定的速率扫描。在这个过程中，在槽液中的金属会不断地剥离或者沉积在电极上。工作电极上电量也会被记录下来。
 
不同特性添加物*终会影响电极上金属沉积的速率。而电镀速度可以通过从工作电极上剥离金属所需要的电流来计算。剥离电流和添加物的特性之间的关系也就可以计算添加物的成分。*后的测试结果也可以以浓度ml/l来表现。
 
这些测试数据我们可以用过MPC的分析仪器来实现。CVSmart是一个单样品分析仪器，当然也可以外接自动滴定装置实现去自动分析.T100可以实现多样品的全自动分析，并且自动清洗测试过程中电极。
 
槽液曲线分析

如上图为典型的槽液中测试获得伏安图（被测电流和施加电压）。X轴表现的是施加电势的变化：从负到正。Y轴表现的是被测电流。
 
金属沉积区域：此区域电流为负，此时工作电极上金属沉积在上面。因为电镀时间可以通过扫描速率**获得，电镀速率也可以可以从中导出。
 
金属剥离区域：金属从电极表面剥离，此时电流为正。将金属剥离所需要的电量可以以正电流面积来表现。面积的计算我们可以通过积分获得。此面积通常我们用mC来表示。很显然剥离金属和沉积金属的总量也是一样，伏安图上正面积也和金属沉积的总量存在一定的比例关系。我们也认为可以通过计算剥离过程中的电流面积来表现镀铜量。因为在沉积过程中，其他电化学反应比如氢还原也许也会发生,显然这些过程会影响到测试数据采集。
 
MPC电镀槽液添加剂分析设备
 
法国MPC公司提供的槽液添加剂分析仪（CVSMART）采用CVS循环伏安溶出/剥离技术能够帮助用户**控制槽液中添加剂：光亮剂，抑制剂的浓度数据。其模块化设计用户可以随时升级到自动加液和全自动测试。

 

 
循环伏安剥离（CVS）技术的历史
此测试的基础是电化学分析技术。早在1922年捷克科学家J.Heyrovsky创立极谱法，并于1959年获Nobel奖。之后1934年，另一位科学家Ilkovic，提出扩散电流理论，从理论上定量解释了伏安曲线。在此之后20世纪40年代以来主要采用特殊材料制备的固体电极进行伏安分析。包括微电极、超微阵列电极、化学修饰电极、纳米电极、金刚石电极、生物酶电极、旋转圆盘电极等，结合各种伏安技术进行微量分析、生化物质分析、活体分析。而从上个世纪80年代开始此技术开始应用于电镀槽液测试和分析。


 

                        上图为典型的循环伏安获得信号曲线


对电镀槽液监控的重要性
循环伏安剥离分析技术就是CyclicVoltammetryStripping(CVS)可以用来实现对电镀中有机物和污染物的分析。槽液中的添加物*终会影响线路板金属涂层的延展性，拉力，甚至*终的可焊性。对有机添加物的常态化检查是保证产品质量的重要手段。
 
如下图为通过CVS分析获得槽液一个月的波动数据：

显然哈氏槽分析可以提供用户一定的信息，但是并不能帮助用户对槽液的**控制。而循环伏安剥离分析(CVS)恰恰能够提供定量的分析结果，帮助用户更加稳定地控制槽液。
 
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