電鍍 VS 歐姆氏定律
(刊登於香港表面處理學會第55期會訊)
我们从事电镀行业都知道整流器在大部份的电镀工艺中是一个基本设备。但是，很多的从业员都是化工的专家，对整流器的电学常识并不熟识，所以笔者想在这里与大家谈谈电镀整流器和欧姆氏定律与电镀的关系。
A. 整流器的分类
1.（SCR）可控硅整流
它从70年代开始沿用之今，它应用的频率是工频（即50Hz赫芝），体积和重量比较庞大，占地面积也比较多， 因用工频关系，从AC转DC时，工作效率比较低。现时，已较少厂家选用这类整流器。
2. 开关式整电源
在90年代开始，开关式电源主要应用于电脑行业，它主要优点是效率高，体积细，重量轻，占空间很少。这些优点，使它慢慢从电脑行业扩展至电镀行业。在早期，因开关电源输出功率比较小，所以主要应用于线路板行业内的镀铜工艺。
B.欧姆氏定律（Ohm’s Law）
这条定律，很多电镀从业员都在中学时代曾经接触，但往后却因很少接触这方面的电学而渐渐生疏，忽略了这条非常重要的定律。在电镀工艺中有很多技术问题，当中除了化学反应外，有绝大部份都与这条定律有关。先看看以下欧姆氏定律：
B1. V=IR ， 电镀电压 = 电镀电流 x 负载
回路上的负载，它包括了：
i) 阴极(工件)总面积
ii) 阳极(钛量)总数量
iii) 电缆内阻
v) 夹具接触点的内阻
iv) 镀液内阻
圖一
B2. 再看这个欧姆氏定律： ，变动电压 = 变动电流 X固定负载
整流器的（变动电压）一定要非常小。而就是输出电压的纹波（Ripple）。若选择了一个极低纹波的整流器，就能够保证一个极稳定的电镀电流，使电镀质量有保证。所以，要选择一个好的整流器就要选一个纹波低于1%的。
圖二
C. CC 定电流电镀模式
定电流即输出电流是固定的，但电压会随着负载R的改变而变动。所以当负载R变高，直到整流器达到最高额定输出电压时，输出电压就会停止上升。这时如果负载R继续上升的话，输出电流会反之下跌。这个都是同（）有关。
定电流电镀模式主要应用于线路板行业，因为他们的电镀规模比较大，绝大部份都是采用自动化设备，而使用CC模式对自动化设备是比较方便的。
D. CV 定电压电镀模式
定电压即输出电压是固定，但电流是会随着负载R的改变而变动。同样道理，当负载R上升，整流器的额定输出电流达到最高点时，电流就会停止上升。定电压模式主要应用于：
D1. 滚镀
因工件在滚桶内滚动，它与阳极距离不停在变化（即负载R不停改变），电流会因应负载R来改变，这难免会有烧点现象。
D2. 手动式挂镀
因为在同一个镀槽上，工件挂具都是逐一接上，意思说，负载R是由镀槽内的挂具数量决定；这时适宜调节电压达到所需的电流。
E. 怎样调较整流器
一般整流器都会有电流和电压的显示装置，当整流器运作一段时间后都需要调较。在ISO9000认证下，每间企业在一年内都需要调较所有生产设备和仪器。（图三）是描述调较整流器的布局。
圖三
这个例子是调较一个输出5V/300A的整流器，它需要以下两件元件来进行调较。
E1. 分流器
要求是300A@50mV（0.25%），即如有300A电流通过它时，它头和尾两端的电压降是50mV（毫伏）。
E2. 可测毫伏单位的万用表
注意，普通的简陋整流器在机身外是没有调较的方法，只有高档的整流器才配置机外调较介面，步骤如下：
i) 将所有元件如图接上
ii) 首先调较整流器“零位”，即整流器设定在无输出状态下，如显示表仍显示有电流，则将之调较至0电流。
iii) 当「归零」调较后，开始调较显示电流。首先选定调较电流，一般会选择2/3的最高额定电流，为方便操作，300A整流器选择180A作为调较点。建议不要选择最高额定电流300A作为调较点。
iv) 从分流器的压降表上，可以看出在180A电流通过分流器时，它的压降是30mV。这时不需要理会显示表的读数，只需把整流器调节，使电流通过分流器，注视万用表的读数。当它的数值在达到30mV时，马上停止调节电流，因为它已确定流通的电流是180A，再看看显示表是否180A，如果不是的话，调较它至180A，这样整个步骤就完成了。
v) 这亦可以进一步检测整流器的精准度如何，从分流器的压降表上计算出来。因为调较点是180A，这时可以看看当调节电流到分流器的压降到40mV时，如精准的话显示表应该会显示240A，如果显示有偏差，那就是它精准度的百分比了。这个调较方法都是根据欧姆氏定律来进行：
V=IR ， 分流器压降 = 通过电流 X 分流器内阻
F.在飞巴的头尾两端接驳电缆时，两端电缆的长度是否需要一致？
在线路板镀铜的镀槽铜巴上，因为机械的设计，整流器只可以放在任何一端，一般镀槽长度都长4至6米之间，如果两端的电缆都是同一长度的话，其中一端的电缆就会超长4至6米，有一些企业负责设备的员工，会把过剩长度的电缆卷成蛇饼达到整齐的效果，这个安排是非常不当，因为在整个回路存有一个线圈，而这线圈会导致整流器的输出产生振荡，形成阶振，会产生交流电压，导致电镀质量下降。这个安排亦可以用欧姆氏定律来解决，其实电缆的长度并不重要，两条电缆的内阻（R）才重要。大家要求相等的长度只不过是保证它们的内阻是一样罢了。
大家可以在两条不同长度的电缆，只需将长的一条电缆的导电横切面增大就可以了。虽然两条电缆长度不一，但它们的内阻（R）都是一样，效果都是等同。这样做，改善了设备的构造，亦减少电缆的投资，亦将电缆内阻减少达致节能的效果。（见图四）
圖四
以上笔者所谈及的内容，都是与欧姆氏定律有关。所以无论是定电流模式下的电压；还是定电压模式下的电流，其数值都取决于负载（R），并不能随意改变。
依力柏电能有限公司
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朱国雄先生