霍尔槽(哈式槽)的使用说明
电镀药液分析手册-哈氏槽
Hull Cell 哈氏槽一.目的为使让操作者能准确、熟练、规范的操作，以确保操作之准确性。
二.适用范围制造部电镀课分析室三.定义略四.权责1.本办法由制造部电镀课负责制定与修订。
2.制造部电镀课负责执行。
五.分析项目1.硫酸铜2.半光镍3.全光镍4.微孔镍5.铬6.微孔数7.高硫镍六.使用仪器1.搅拌式哈氏槽（1套）2.温度计3.整流器4.烧杯5.加热石英6. 加热拌器七.使用药液1. 8﹪脱脂剂2. 4.5﹪酸活化剂 3 铜片 4. 6﹪-重铬酸钾5. 50﹪-HNO36. 20﹪-H2SO47. 5﹪-H2SO4八.分析方法1.铜片处理1）.配置1L 8﹪脱脂剂加热至沸腾后放入铜片浸置15min （注）取出铜片以水洗净表面浸入4.5﹪酸活化剂内并均匀摆动1~2sec取出铜片以水洗净表面进行哈氏槽电解试验2.硫酸铜1）.以水洗净搅拌式哈氏槽清除残留水倒入硫酸铜液至标线（约267ml）2）.铜片连接＋极（红电极夹）铜片于槽斜边位置与－极（黑电极夹）连接3）. 电流2A 时间10min电解结束后洗净铜片浸6﹪-重铬酸钾1~3sec4）.以水洗净铜片吹干进行试片光泽检视3.半光镍全光镍微孔镍高硫镍1）.以水洗净搅拌式哈氏槽清除残留水倒入镀镍液至标线（约267 ml）2）.以石英加热管加热至温度55~60℃3）.镍片连接＋极（红电极夹）铜片于槽斜边位置与－极（黑电极夹）连接4）.电流2A时间10min电解5）. 以水洗净铜片吹干进行试片光泽检视4.铬1）.加热搅拌铬液至45~50℃备用2）.以水洗净铬哈氏槽清除残留水倒入铬液至标线（约267ml）3）. .铅锡合金片连接＋极（红电极夹）铜片于槽斜边位置与－极（黑电极夹）连接4）.以温度计测液温温度于42~43℃进行电解5）.电解条件：①电流10A 时间30sec ②电流5A 时间3min6）.电解：①调整被覆盖能力参考电解②检测受污染程度参考5.微孔数1）.哈氏槽电解装置及试片处理参考B. ~ D. 洗净铜片2）.放入全光泽镍中温度55~60℃设定电流2.7A 时间10 min 5sec3）.水洗放入微孔镍中温度55~60℃设定电流2A 时间1 min 30sec4）.水洗放入铬中温度42~43℃设定电流10A 时间1 min 30sec5）.水洗放入5﹪-H2SO4 浸置20sec6）.水洗放入硫酸铜中温度23~25℃设定电流1A 时间3min7）.水洗吹干计算微孔数个/cm2。
赫尔槽试验
霍尔槽（哈式槽）试验及结果解读广东科斯琳电镀实验设备关键词：霍尔槽,电镀一.霍尔槽是一种试验效果好，操作简单、所需溶液体积小的小型电镀试验槽。
它可以较好的确定获得外观合格镀层的电流密度范围及其它工艺条件。
生产现场常用来快速解决镀液所发生的问题。
二.小型霍尔槽结构下面是工厂电镀制程控制常用的霍尔槽基本结构(市面上可以购买到带加热、通入压缩空搅拌孔等设计精良的成品)霍尔槽结构示意图三.霍尔槽的试验装置及实验方法1.试验装置:2.试验方法a.溶液的选择为了获得正确的试验结果，选择的溶液必须具有代表性。
重复试验时，每次试验所取溶液的体积应相同。
当使用不溶阳极时，溶液经1~2次电镀后应更换新液。
如采用可溶性阳极则最多试验4~5次后更换新液。
在测微量杂质或添加剂的影响时，每槽试验次数应酌情减少。
b.阴阳极材料的选择阴阳极材料通常是平面型薄板，阳极厚度不超过5MM，阴极厚度为0.2~1MM，阳极材料应与生产中使用的阳极相同。
c.电流大小霍尔槽电流大小通常在0.5~2A范围内。
d.试验时间及温度一般在5~10分钟，试验温度应与生产相同。
四.霍尔试片判定(以镀锡为例)1.背面背面看片原则:先看背面的异常现象,再判定可能造成的原因.a.先从HULLCELL片背面中间剖开,再看高电流密度区(添加剂)与低电流密度区(开缸剂)有没有失去平衡:(例如往高电流密度区缩小是添加剂不足,往低电流密度区缩小是开缸剂不够).b.看三层云分布:正常HULLCELL片背后会出现三层云(即亮层/浓雾层/淡雾层)如下示意图.HULLCELL片背面区域c.如果为全浓雾或无亮,判定是添加剂或补充剂不够,酸不足,建浴剂不足.d.如果都是淡淡的薄雾浓雾少,且将要收缩,可能是添加剂或酸过量.e.有出现三层云,向中间凹进去的话,主要原因有主盐不够或沉积速率不够.沉积速率不够可能原因为(添加剂过量或不足b;酸不足)。
2.看正面正面看片原则:由正面现象来验证或排除第一项的可能原因HULLCELL片正面示意图a.看高中低电流密度区光泽分布状况:与高电流密度区是否有有机分解污染及界面与低电流密度区是否有无机析出。
霍尔槽实验在电镀填孔中的应用
霍尔槽实验在电镀填孔中的应用程军(麦德美(苏州)科技有限公司，江苏苏州：215121)摘要通过对霍尔槽规格设置和填孔铜槽液调整，用霍尔槽实验确认电镀铜填孔糟光泽和和整平剂深度。
关键词霍尔槽；电镀填孔：标准片：光泽剂；整平剂中图分类号：T-1，TN41文献标识码一A文童编号:1009-0096(2013)01—0024—031前言随着HDT板的发展。
电镀填孔成为PCB重要的艺制程之一。
电镀填孔的有机光泽剂有湿润剂、泽剂、整平剂一般的霍尔槽实验无法判断光剂的浓度。
目前电镀填孔光泽剂采用CVS （循环伏安剥离法)分析，但由于分析时间较长，准确性也不稳定。
且成本较高，因此使用受到定限制。
本文主要介绍通过规范霍尔槽规格以及标净化铜槽槽液浓度，用霍尔槽实验判断填扎槽液中光泽剂和整平剂的浓度，为管控槽浓度提供方法。
2霍尔槽介绍霍尔槽又称“哈氏槽”、“赫尔槽”，是一种对电镀溶液既简单又实用的试验槽，0，Huil先生在1939年所发明的。
有267ml、534ml及1000ml二种型式，以267m1最为常用。
可用以实验各种镀液，在各种电流密度下所呈现的镀层情形，以找出实际操作最佳的电流密度，属于一种“经验性”的试验[1]。
霍尔槽已成为电镀研究、电镀工艺控制不可缺少的工具。
霍尔槽常用有机玻璃或硬聚氯二烯等等绝缘材料制成，底面呈梯形，阴、阳极分别置于不平行的两边(见图1)。
图1霍尔槽俯视图（体积：267mI，深底：／75Cm)目前普通电镀使用霍尔槽对打气量没有管控，只要有打气效果即可。
本实验所使用崔尔槽要求打气孔在0.2mm~0.4mm之间，打气泵可以从无到大调整气量。
在制作霍尔片时必须选择合适的气量，目的是得到均匀、稳定、持续的打气效果。
3普通铜槽霍尔片制作及判断普通电镀霍尔槽实验一般是取生产中铜槽槽液直接测试，不需要做调整即可得到实验结果，然后判断光泽剂浓度，对槽液进行调整。
实验如下。
(1)试验需求。
铜槽槽液、少许光泽剂、霍尔槽、整流器、打气泵、秒表、阳极磷铜块、霍尔片、微量取样器及吸管。
赫尔槽的用途和操作方法
赫尔槽的用途和操作方法
赫尔槽是一种用于测量电流的仪器，常用于实验室和工业领域中。
它的主要用途是测量直流电流和交流电流的大小和方向。
操作赫尔槽的方法如下：
1. 首先，将待测电流接入赫尔槽的输入端。
在测量直流电流时，要确保电流的正负极正确连接，以避免测量误差。
2. 调整赫尔槽的量程，使其适应待测电流的大小。
一般情况下，应选择最接近待测电流的量程档位，以获得较高的测量精度。
3. 打开赫尔槽的电源开关，并调整零位调节旋钮，使指针指向刻度盘的零刻度位置。
4. 根据赫尔槽的量程和刻度盘的刻度，读取当前的电流值。
在读数时，应注意指针的位置和指向，以获得准确的测量结果。
5. 在测量交流电流时，由于交流电流的方向和大小不断变化，因此赫尔槽通常配备有交流电流切换开关。
在测量交流电流时，需要将切换开关置于交流电流的位置，以便正确测量电流的方向和大小。
6. 在完成测量后，应将赫尔槽的电源开关关闭，以节省电能和延长赫尔槽的使用寿命。
同时，还应将赫尔槽的输入端与待测电流断开，以避免电流对其他设备和人员的影响。
电镀工艺测试方法——霍尔槽试验
工艺人员要定期用霍尔槽对镀液状况进行了解。
那么什么是霍尔槽试验?它有什么作用?下面将扼要介绍。
作为电镀生产的管理者，也有必要能够解读霍尔槽试片。
因为霍尔槽试片就像是医院为病人拍摄的X光片，通过解读霍尔槽试片，可以获得镀液的许多信息。
(1)霍尔槽(Hullcell)在电镀工艺开发和现场管理的实验中，霍尔槽是一种非常重要而又实用的试验方法。
所谓霍尔槽，也叫梯形槽，霍尔槽的结构如图所示。
霍尔槽试验示意图;由图4-1可以看出，霍尔槽的阴极两端与阳极的距离不等，阴极上远离阳极的一端电流密度最小，称为远端，而阴极离阳极最近的一端电流密度最高，称为近端。
在汶两点之间．随着阴糨与阳极距离的接近，电流密度也由小渐大，直至最大，这是霍尔槽试片的一个最为显著的特点。
由于同一个试片上不同距离的电流密度的不同，所获镀层的厚度、性能会有所不同。
霍尔槽阴极试片上镀层厚度与电流的关系如下式：式中dl、d2—阴极上不同点(1、2点)的厚度；IR1、IR2—阴极上不同点的电流密度；η1、η2—阴极上不同点的电流效率。
通过大量的试验，得出霍尔槽(阴极)试片上某点的电流密度(Ik)与离近端的距离的对数成反比：Ik=I(C1一C2lgL) 式中I一通过霍尔槽的电流强度；C1、c2—常数，与电解质性质有关，在容量为l000mL的试验液中，Cl=3．26，C2=3．05，在250mL试验液中，cl=5.1，G=5.24；L—阴极上某点距阳极近端的距离。
经测试和计算表明，霍尔槽试片上的电流密度的这种差别，从最小到最大，相差50倍。
比如用1A的电流在250mL的霍尔槽中做试镀时，这时，近端的电流密度为0.10A／din2，而远端的电流密度则达到5.1A／din2。
由此可知，采用霍尔槽做试验，从一个试片上一次就可以获得有50倍不同电流密度范围的镀层的状态，对提高分析镀液和镀层性能的效率和试验效率是非常有利的。
霍尔槽试验的另一个特点是从一次镀得的试片上还可以获得相当于制件不同区域镀层的状态。
霍尔槽试片的读取方法
霍尔槽试片的读取方法做霍尔槽试验，是很多电镀厂技术人员用来判断槽液是否正常的一种方法，从试片上能够反应出很多问题；一般试片要从时间、PH值、电流、高区、中区、低区、背面的次高区和次低区、黑线带、液面黑线带、双线带、虚镀区来分析。
1、时间：做试片的时间为5分钟；2、PH值：得和槽液相同；3、电流：一安培4、高区：如果试片出现高区烧焦，说明主盐成份低；如果高区发雾，说明光亮剂（主光剂）过多；高区有条纹，说明（1）主光剂过量柔软少，铁杂质多；5、中区：如果试片中区不亮，并有亮区和不亮区的分界线，说明导电盐或光亮剂不足，可以排查；6、低区：如果试片低区出现发黑发暗，有几种原因：一是导电盐不足，二是光亮剂（走位剂或柔软剂）不足，三是金属杂质多；7、背面的次高区：次高区亮区越宽说明走位越好，如果亮区低于1厘米，说明走位不好，光亮剂和导电盐低；8、背面的次低区：背面的次低区如无镀层，说明铅杂质过多或导电盐和光亮剂不足，排查；9、黑线带：这些都在试片的背面，有一条孤型黑线带，但不经常有。
当有机物过多时，黑线带才会出现，并且光亮剂和柔软剂不成比例，柔软剂少；背面的黑线带越淡越细越好；10、液面黑线：在试片上如有和液面平行的一条黑线（在正面），说明光亮剂过量；11、双线带：如果在试片的背面出现有两条孤型的黑线带，说明导电盐严重不足，有机物过多；12、虚镀区：出现在试片的背面，在孤型黑线带里面；出光钝化后虚镀层消失，说明镀液各成份的含量不对，主盐成份低和导电盐过高，光亮剂过量；13、做霍尔槽实验时，时间、PH值、电流的不同试片所呈现的现象也不同。
做霍尔槽的条件应该是：时间：5分钟；电流：1安培；PH值应和大槽镀液相同，这样做才和大槽镀液所表现的条件接近。
亮镍赫尔槽实验要求
亮镍赫尔槽实验要求赫尔槽试验属于一种"经验性"的试验，生产现场常用来快速解决镀液所发生的问题。
霍尔槽试验只需要少量镀液，经过短时间试验便能得到在较宽的电流密度范围内镀液的电镀效果。
由于该试验对镀液组成及操作条件作用敏感，因此，常用来确定镀液各组分的浓度以及pH值，确定获得良好镀层的电流密度范围，同时也常用于镀液的故障分析。
因此，霍尔槽已成为电镀研究、电镀工艺控制不可缺少的工具。
赫尔槽的试验装置及实验方法:试验装置:试验方法a、溶液的选择为了获得正确的试验结果，选择的溶液必须具有代表性。
重复试验时，每次试验所取溶液的体积应相同。
当使用不溶阳极时，溶液经1~2次电镀后应更换新液。
如采用可溶性阳极则最多试验4~5次后更换新液。
在测微量杂质或添加剂的影响时，每槽试验次数应酌情减少。
b、阴阳极材料的选择阴阳极材料通常是平面型薄板，阳极厚度不超过5MM，阴极厚度为0.2~1MM，阳极材料应与生产中使用的阳极相同。
c、电流大小霍尔槽电流大小通常在0.5~2A范围内。
d、试验时间及温度一般在5~10分钟，试验温度应与生产相同。
试验原则——单因素改变原则即每次试验只能改变一个因素。
至于对某一个故障现象，应先改变哪一个因素为好，则应有一定的理论基础及相当的实践经验，才能走捷径。
——少量多次原则许多镀液组分，特别是添加剂,都有一个最佳含量值，过多过少效果都不好。
——由差变好的原则已对光亮性电镀，若改变某一个因素，光亮范围由窄变宽，说明这一改变是正确的；若改变该因素后，对加宽光亮范围无贡献，甚至反而变窄，说明这一改变是错误的，应重新取液，改变其它因素再试。
对有故障的镀液，若改变某一因素，故障好转甚至消除，说明这一改变是正确的。
若镀层状况改善特别明显，则很可能是主要因素。
试验设施及规范——单因素改变原则即每次试验只能改变一个因素。
至于对某一个故障现象，应先改变哪一个因素为好，则应有一定的理论基础及相当的实践经验，才能走捷径。
哈氏槽标准及方法
哈氏槽又称霍尔槽,赫尔槽,HULL CELL是一种对电镀溶液既简单又实用的试验槽，系为R.O.Hull 先生在1939 年所发明的。
有267 CC、534 CC 及1000 CC 三种型式，但以267 最为常用。
可用以式验各种镀液，在各种电流密度下所呈现的镀层情形，以找出实际操作最佳的电流密度，属于一种"经验性"的试验。
一、哈氏片的意义：在最大程度上近似的模仿实际电镀的状况，便于我们定性的了解电镀槽的状况，从而更好的控制生产品质二、铜槽哈氏片：试验需求：铜槽药水、少许光泽剂、铜哈氏槽、整流器、打气机、码表、阳极铜板、哈氏片、微量吸管试验方法：1 将铜槽药水装入哈氏槽中，液位平齐标线(267ml)2 均匀的磨好哈氏片，以没有水破为准3 将哈氏片作为阴极，铜板作为阳极，开启打气，电流强度为2A，镀5分钟判断：①哈氏片左侧为高电流区，在此区域，烧焦宽度小于5毫米为合格，若烧焦宽度大于5毫米，则可以以微量吸管添加光泽剂，再重复试验注：铜槽药水一次最多只能镀3~4次，再多则失效②若高电流区完全没有烧焦，而哈氏片右侧低电流区现云雾状态，说明光泽剂过量③哈氏片反面表示槽液穿透能力，若也可以均匀且有光泽的镀上铜，说明穿透力良好三、锡槽哈氏片：试验需求：锡槽药水、少许光泽剂、锡哈氏槽、整流器、码表、阳极锡板、哈氏片、微量吸管试验方法：1 将锡槽药水装入哈氏槽中，液位平齐标线(267ml)2 均匀的磨好哈氏片，以没有水破为准3 将哈氏片作为阴极，锡板作为阳极，电流强度为1A，镀5分钟判断：①光泽剂不足之判定同铜哈氏片注：锡槽药水一次最多只能镀3~4次，再多则失效②判定贯孔能力看哈氏片背面，若形成的弧线平滑，说明贯孔能力良好，否则不佳。
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霍尔槽（哈式槽）试验及结果解读
一．霍尔槽是一种试验效果好，操作简单、所需溶液体积小的小型电镀试验槽。
它可以较好的确定获得外观合格镀层的电流密度范围及其它工艺条件。
生产现场常用来快速解决镀液所发生的问题。
二．小型霍尔槽结构
下面是工厂电镀制程控制常用的霍尔槽基本结构(市面上可以购买到带加热、通入压缩空搅拌孔等设计精良的成品)
霍尔槽结构示意图
三.霍尔槽的试验装置及实验方法
1.试验装置:
2.试验方法
a.溶液的选择为了获得正确的试验结果，选择的溶液必须具有代表性。
重复试验时，每次试验所取溶液的体积应相同。
当使用不
溶阳极时，溶液经1~2次电镀后应更换新液。
如采用可溶性阳极则最多试验4~5次后更换新液。
在测微量杂质或添加剂的影响时，每槽试验次数应酌情减少。
b.阴阳极材料的选择阴阳极材料通常是平面型薄板，阳极厚度不超过5MM，阴极厚度为0.2~1MM，阳极材料应与生产中使用的阳极相同。
c.电流大小霍尔槽电流大小通常在0.5~2A范围内。
d.试验时间及温度一般在5~10分钟，试验温度应与生产相同。
四.霍尔试片判定(以镀锡为例)
1.背面背面看片原则:先看背面的异常现象,再判定可能造成的原因.
a.先从HULLCELL片背面中间剖开,再看高电流密度区(添加剂)与低电流密度区(开缸剂)有没有失去平衡:(例如往高电流密度区缩小是添加剂不足,往低电流密度区缩小是开缸剂不够).
b.看三层云分布:正常HULLCELL片背后会出现三层云（即亮层/浓雾层/淡雾层）如下示意图.
HULLCELL片背面区域
c.如果为全浓雾或无亮,判定是添加剂或补充剂不够,酸不足,建浴剂不足.
d.如果都是淡淡的薄雾浓雾少,且将要收缩,可能是添加剂或酸过量.
e.有出现三层云,向中间凹进去的话,主要原因有主盐不够或沉积速率不够.沉积速率不够可能原因为(添加剂过量或不足b;酸不足)。
2.看正面正面看片原则:由正面现象来验证或排除第一项的可能原因
HULLCELL片正面示意图
a.看高中低电流密度区光泽分布状况:与高电流密度区是否有有机分解污染及界面与低电流密度区是否有无机析出。
b.若高电流密度区发黄,且高中电流密度区很亮和界面及低电流密度区有无机析出，判定为添加剂或酸过量。
c.若高电流密度区发黄，加上高中电流密度区粗糙，界面和低电流密度区无无机析出，判定为添加剂；补充剂；建浴剂或酸不足。
d.若低电流密度区有双层雾则判定为添加剂或补充剂与酸不足.
e.可以用焊锡来左证判定：如果拒焊是添加剂或酸过量造成有机分解；如果不拒焊是添加剂；开缸剂或酸不足。
f.在霍尔槽中,还可以用添加反向之药品的方法来判定是否有异常的问题。
3.看操作条件来验证或排除第一项之可能造成原因。
a.主盐/溶解质/酸锡比/电压高低/PH值/温度/阳极溶解状况[主盐/溶解质/酸锡比/电压高低看哈氏片；PH值/温度/阳极溶解状况看现场]。
b.PH值高容易造成无机析出及有机分解；温度高易造成有机分解。
c.从阳极溶解状况观察:光亮表示溶解质过量；灰色表示正常;黑色表示有点过量；黄色是严重过量。
d.电压高证明主盐高与溶解质不足。
4.利用第二项和第三项去除第一项现象，与可能原因加以分析并得出真正原因。
5.根据第四项，用最快最有效最节约成本的方法来改善与解决问
题。