PCB电镀不溶性阳极概述
不溶性阳极
不溶性阳极insoluble anode 在电解过程中，不发生或极少发生阳极溶解反应的阳极。
阳极棒：就是在牺牲阳极阴极保护时的阳极材料。
再详细一点：就是一种点位很低的金属，在与一般的钢铁材料接触后，由于电位低而成为阳极，产生溶解，而要保护的材料由于点位高成为阴极，不发生腐蚀。
生产过程：一般就是用电位较低的金属如Al，Mg等，做成条状，有时在里面加入一些稀土元素。
锡的作用：在阳极材料中起到降低表面阴极反应电流的作用，同时提高阳极材料的活性，这样使得在电偶腐蚀中，阴极电流只发生在被保护的电位高的金属上，能使阴极保护更加有效率。
阳极简述发生氧化作用的极称为阳极（Anode），在原电池中，阳极是负极；在电解池中阳极是正极。
与阴极（cathode ）相对应。
阳极是电镀制程中供应镀层金属的来源，并也当成通电用的正极。
一般阳极分为可溶性阳极及不可溶的阳极。
此字之形容词为Anodic，如Anodic Cleaning 就是将工作物放置在电解液的阳极上，利用其溶蚀作用，及同时所产生的氧气泡进行有机摩擦性的清洗动作，谓之Anodic Cleaning。
阳极氧化金属或合金的电化学氧化。
将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。
金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。
例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液（如硫酸、铬酸、草酸等）中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。
阳极的...电镀报告里面的COV（1）COV其原意是coefficient of variation--变异系数之意义；（2）此数值是标准偏差与总体平均值比值，表示为百分数；（3）蚀刻均匀性更准确应该用1-COV来表示。
BGA百科名片BGA的全称是Ball Grid Array（球栅阵列结构的PCB），它是集成电路采用有机载板的一种封装法。
它具有：①封装面积减少②功能加大，引脚数目增多③PCB 板溶焊时能自我居中，易上锡④可靠性高⑤电性能好，整体成本低等特点。
电镀锡工艺不溶性阳极系统的优缺点
电镀锡工艺不溶性阳极系统的优缺点朱亚斌一、不溶性阳极系统的优点：1、比较不溶性阳极系统和可溶性阳极系统的操作环境，不溶性阳极的操作有如下优点：(1)调换阳极操作如果是可溶性阳极系统，电镀的阳极不得不经常更换，推入和拉出阳极以使可溶性锡阳极能够满足电镀；但如果是不溶性阳极系统，电镀电极不需要经常更换，因为锡离子是通过溶锡单元进行补充的。
（2）带钢处理弹性时间表如果是可溶性阳极系统，当在电镀过程中带钢宽度发生变化时，锡阳极的数量必须按照带钢宽度进行调整。
因此操作工不得不在操作侧和传动侧添加或减少阳极。
除此之外，带钢在调整过程中降低了产能。
为了减少调整阳极的时间，提高了宽度变换的限制条件。
此外，在库里还必须保存较多数量的原板。
但是，如果是不溶性阳极系统，这就不需要添加或减少锡阳极的数量。
因此，带钢宽度变换的限制被大大减少，保存在库里的原板数量可以相应减少。
（3）操作环境如果是可溶性阳极系统，每次添加锡阳极时都要打开工艺槽盖，这使得电镀液蒸汽从槽子里跑出来。
但是在不溶性阳极系统中，工艺槽几乎全部时间都是盖着并密封的，在电镀操作中不需要经常打开槽盖。
（4）电解液的简单操作在用不溶性阳极系统电镀锡的操作中，在溶锡槽金属锡的溶解率等于电镀到产品上的电镀率。
锡溶解槽中的锡溶解率可以简单地通过控制向锡溶解槽中通氧气的速度来控制。
为了维持电镀液中恒定的锡浓度，在这条生产线上装备了一个在线锡离子浓度分析仪。
2、质量改善(1) 较少的边部电镀超厚在电镀锡操作中，完全避免边部电镀超厚是不可能的。
因为不论带钢宽度是多少，电流都将在带钢边部聚集。
为了解决上述问题，用边缘罩消除在带钢边部的电流集中是首要问题。
在可溶性阳极系统上安装边缘罩是根本不可能的，因为在电镀过程中，阳极要被经常更换或被调整数量。
但在不溶性阳极系统中，由于不需要更换或调整阳极数量，边缘罩系统可以被提供用来消除带钢边缘电流集中和避免边部电镀超厚。
边缘罩系统是自动控制的。
不溶性阳极在电镀技术中的应用[发明专利]
![不溶性阳极在电镀技术中的应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/44188cb8312b3169a551a4b3.png)
专利名称：不溶性阳极在电镀技术中的应用专利类型：发明专利
发明人：庄龙三
申请号：CN200910206667.6
申请日：20091027
公开号：CN101724881A
公开日：
20100609
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种电镀系统，包括：第一电镀槽，其包括被半透膜互相隔开的第一隔离间和第二隔离间。
第一阴极位于第一隔离间内而牺牲阳极位于第二隔离间内。
第一阴极和牺牲阳极分别地连接到直流电源的负极和正极。
第二电镀槽装有电镀液，在里面浸入分别连接到直流电源的负极和正极的完全不溶性阳极和阴极被加工件。
导管在第一电镀槽的第二隔离间和第二电镀槽之间延伸，泵促使电镀液通过导管。
通过使用半透膜，银被溶解在独立的电解池中。
溶解的银离子通过导管被供应到电镀槽。
申请人：栢莱化工有限公司
地址：中国香港新界葵涌嘉定路八号裕林工业大厦二期十一字楼B座
国籍：CN
代理机构：北京金信立方知识产权代理有限公司
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电镀原理 阳极 阴极
电镀原理阳极阴极电镀是一种常见的表面处理技术，它利用电解作用将金属沉积在其他金属或非金属表面上，从而增加其耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
在电镀过程中，阳极和阴极是重要的概念。
阳极是电解槽中带有正电荷的电极。
它通常由需要沉积的金属制成。
在电解槽中，阳极会溶解，释放出阳离子。
这些阳离子在电解液中移动，最终被沉积在阴极上，形成金属镀层。
阴极是电解槽中带有负电荷的电极。
它通常由需要被镀的物体制成，例如铜制的硬币、铁制的五金件等。
在电解槽中，阴极会吸引阳离子，使其在其表面沉积形成金属镀层。
阴极上的金属镀层的质量和厚度与电解槽中的电流密度有关。
电镀的原理是基于电解现象。
当电流通过电解液时，阳极上的金属原子会氧化成阳离子，并溶解到电解液中。
同时，阴极上的金属离子会还原成金属原子，并沉积在阴极表面。
通过控制电流的方向和大小，可以控制金属离子的沉积速度和均匀性。
在电镀过程中，还需要注意一些因素以确保镀层质量。
首先是电解液的选择，不同金属需要不同的电解液。
其次是温度和pH值的控制，这些因素会影响金属离子的溶解和沉积速度。
此外，还需要注意电流密度的控制，过高或过低的电流密度都会导致镀层质量下降。
电镀技术在许多领域有广泛的应用。
例如，电镀可以用于保护金属制品免受腐蚀，提高其使用寿命。
此外，电镀还可以用于美化产品表面，增加其观赏性。
电镀技术还可以用于制备导电材料，如印刷电路板。
电镀是一种重要的表面处理技术。
通过控制电流和电解液的条件，可以在阴极上沉积金属镀层，从而改善物体的性能和外观。
阳极和阴极是电镀过程中的关键概念，它们分别代表了金属离子的释放和沉积。
电镀技术在各个领域都有广泛应用，为我们的生活带来了诸多便利和美观。
电镀生产中阳极维护与控制
电镀生产中阳极维护与控制电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。
电镀时，以被镀零件为阴极，以金属或不溶性材料为阳极。
电镀生产中，阴极过程和阳极过程是一对相互依存的矛盾。
阴极过程往往是矛盾的主要方面，研究工作较多，但阳极过程往往由于缺乏足够的重视而引起电镀故障。
１阳极的分类、选择与作用１．１阳极的分类电镀生产中，阳极可分为不溶性阳极和可溶性阳极。
不溶性阳极的作用是导电和控制电流在阴极表面的分布。
可溶性阳极除此之外还有向镀液中补充放电金属离子的作用。
在绝大部分的镀种和镀液中采用可溶性阳极，其理由为：（１）镀层金属离子的质量浓度易于控制；（２）镀液成分比较稳定；（３）镀液的ｐＨ值稳定；（４）镀液维护费用低。
某些特殊镀液选用不溶性阳极，如六价铬镀铬等。
１．２理想的阳极应具备的条件可溶性阳极应具备以下条件：（１）溶解性能好，极限电流密度高；（２）阳极和阴极电流效率接近；（３）溶解均匀，尽量避免产生阳极泥；（４）应有足够的纯度，以免可溶性杂质污染镀液。
不溶性阳极应具有良好的导电性以及较高的化学和电化学稳定性。
１．３阳极的作用阳极的作用体现在以下几方面：（１）与阴极、镀液组成电解池闭合回路，传导电流并进行氧化反应；（２）发生化学和电化学溶解，产生金属离子，补充阴极沉积的金属离子；（３）保持镀液稳定；（４）改变阴极工艺参数，改善电力线分布、镀液的分散能力以及降低电镀生产成本。
２阳极过程的特点阳极过程在不同的电位范围内有不同的规律。
随着电位的变化，阳极的溶解速率发生变化，当达到临界钝化电流密度时，阳极将产生钝化，溶解速率降低。
钝化过程是阳极过程的特殊规律，在电镀生产中通过调整工艺可使其活化，恢复正常。
３影响阳极过程的因素（１）金属本性有些金属比较容易钝化，如铬、镍、钛等；有些金属不容易钝化，如铜、银等。
（２）镀液成分在镀液中有些成分能使阳极活化，促进阳极溶解；而有些成分会使阳极钝化，如氰化物镀液中的碳酸盐。
（３）酸碱性一般在酸性镀液中金属阳极不易钝化。
电镀用不溶性钛阳极作用原理
电镀用不溶性钛阳极作用原理
电镀用不溶性阳极是在钛基体（网状、板状、带状、管状等）上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层，涂层中含有高稳定性的阀金属氧化物。
新型不溶性钛阳极具有高电化学催化能，析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约0.5 V，节能显著,稳定性高,不污染镀液,重量轻，易于更换。
电镀不溶性钛阳极包括固定部、析出部及围绕部，借由其围绕部有效增加不溶解性阳极面积，而提高阳极的负载能力，并使增加溶解性阳极面积有效作用，不致使镀液的浓度快速增加，使提供物有效析出于与工件相对之面，增加提供物的有效析出，实际增加电镀产能，且不会使提供物被卡住以利于补充提供物，因而整体改善使用效果。
电镀用不溶性钛阳极的析氧过电位也比镀铂不溶性阳极低，广泛用于各种电镀中作为阳极或者辅助阳极使用，可以替代常规的铅基合金阳极,在相同的条件下,可以降低槽电压，节约电能消耗；电镀用钛阳极在电镀过程中具有良好的稳定性（化学、电化学），使用寿命长。
此阳极广泛用于镀镍镀金、镀铬、镀锌、镀铜等电镀有色金属行业。
电镀用不溶性钛阳极是由钛基体上烧结多层特种混合贵金属氧化物组成，抗高电流密度冲击，耐强酸腐蚀，在5000A/平米的电流密度下可以稳定长久运行，阳极可以做成多种形状，完全满足用户的要求；它可以适用于镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、高耐蚀锌合金电镀、仿金
电镀、镍—锌合金、镍-锡合金、电子电镀、镀锡、镀金、甲基磺酸镀锡铅合金等场合。
不溶性阳极VCP镀铜提升PCB制造工艺
111PCB InformationJAN 2021 NO.1善镀层均匀性作努力。
电镀铜过程遵循法拉第定律即电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电解池的电荷量成正比。
电化学反应过程，金属沉积厚度由电镀时间和施加在受镀产品表面的电流密度决定。
电镀铜过程的电流密度分布主要影响因素分为以下几个方面：一级电流分布：电极没有极化和未受到其他因素干扰的情况下，由于阴极与阳极相对位置存在远近，其所产生的高低电流分布称之为一次电流分布，它取决于镀槽的几何形状，即阴阳极的距离、排列、大小、形状等。
不溶性阳极VCP 镀铜提升PCB 制造工艺文／ 深圳市贝加电子材料有限公司 李荣 黎坊贤 钟俊昌印制电路板的基本功能是形成电气器件的电气信号导通，其核心要求是保证电子产品在各种应用环境中的电气信号导通的可靠性。
PCB 层间互连及线路导通均依靠以铜为基底的金属层。
双面及多层PCB 制造过程，孔金属化和电镀是形成层间导通的核心制程，目前其工艺流程主要是通过化学沉铜、导电碳材料或导电聚合物形成孔内基底导电层，然后通过电镀铜加厚，在镀铜添加剂配合作用下，形成具有良好导电性能和物理机械性能的镀铜层，从而形成可靠的孔内电信号导通。
PCB 产品在电镀过程形成的镀铜层的均匀性和一致性，对PCB 工艺的品质稳定性和产品可靠性具有重大影响，如何保证电镀铜过程镀层在PCB 工件不同位置的均匀性是整个行业技术发展和革新的重点研究方向。
尤其是在当下PCB 越来越精细、高密度化的背景下，PCB 生产过程使用的设备及配套材料均围绕着改【摘 要】随着ＰＣＢ精细线路设计要求的提高，ＰＣＢ制造过程对镀铜均匀性要求不断提高，ＶＣＰ设备使用阴极移动和高速射流的方法，采用固定阳极面积的不溶性阳极可获得更理想的一级和二级电流密度分布，同时专用镀铜添加剂改善三级电流密度分布，从而获得均匀的镀铜层。
本文从电镀过程技术理论及实际生产应用过程，对不溶性阳极ＶＣＰ镀铜工艺的优势及其对ＰＣＢ制造工艺能力提升进行分析探讨。
不溶性阳极应用资料
铱钽钛阳极Ir-Ta氧化物阳极是公认的析氧条件下性能最好的金属氧化物阳极，兼具优良的析氧电化学特性和高的稳定性。
铱钽析氧型钛阳极技术特性：(1)适用于析氧反应环境。
(2)属不溶性阳极，尺寸稳定，对介质无污染，电解装备可以长期以恒定的电压工作，无需频繁调整。
(3)使用寿命长。
(4)失活后可以再生，基体可重复使用。
应用领域:在硫酸电解介质中做阳极电解生产铜箔、铝箔、铁箔等污水处理行业有色金属生产和回收电沉积生产铜、镍、钴电镀铜、铬、镍、锌、锡印刷电路板系统有机物电解合成过硫酸盐生产电镀厂含氰废水处理氧化剂生产和循环再生，如高氯酸盐、碘酸盐、铬酐、过硫酸盐等钌铱钛阳极钌铱析氯型钛阳极优越性:1. 阳极尺寸稳定，电解过程中电极间距不变化，可保证电解操作在槽电压稳定的情况下进行。
2. 工作电压低、电能消耗小、可降耗20％左右。
3. 钛阳极工作寿命长，隔膜法生产氯气工业中，涂层钛阳极耐氯和碱的腐蚀。
4. 可克服石墨阳极和铅阳极溶解问题，避免对电解液和阴极产物的污染，提高产品的质量。
5. 可提高电流密度。
例如隔膜法生产氯碱中,石墨电极的电流密度为8A/dm2，钛阳极可成倍的增加，达17A/dm2，这样在电解厂房，电解槽相同的情况下，产量可增加了一倍。
6. 耐腐蚀性强，可在许多腐蚀性强、有特殊要求的电解介质中工作。
7. 可避免铅阳极变形后的短路问题,从而提高电流效率。
8. 基体钛材可以反复使用。
应用领域：氯碱、次氯酸钠等工业生产，有机化合物电解合成，污水处理、海水淡化等用于稀盐水电解发生次氯酸钠用阳极、海水电解发生次氯酸钠用阳极、自来水杀菌消毒、污水处理系列电极产品、海水淡化电极、消除工业循环水中的浮游生物等。
镀铂钨阳极连续镀锡生产线电镀过程中采用锡阳极，会带来过剩镀液处理的问题。
为了维持锡离子浓度的平衡必须对镀液进行脱锡处理，脱锡处理无论在专门的脱锡槽还是在镀槽内进行，均需使用不溶性阳极。
由于槽液成分特点的限制，不溶性阳极采用的是钨板镀铂工艺，即纯钨基板表面镀铂。
一种新型不溶性阳极的简介
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孔 化 与 电 镀； ；；；： ；； ；性 阳极 不 需 要；；； 以 也 就没 有 与 ；：； 成 膜 ， 所 现 的 。使用 不 溶 性 阳极 需要 一 种 新 的金 属补 充 方法 ， （ ２）不溶
包括 金 属 盐 、浓 缩 的金 属 溶 液 或 用 于 电解 溶 解 的特 殊 分 离膜 的使 用 。所 有 这 些 都 会 增 加 整 个 产 品最 终 的 费用 。另 外 ，不 溶 性 阳 极 表 面 的氧 化 反应 通 常 需 要 相适 应 的 电解 液 ， 目的 是 为 了 确 保 并 能 维 持 良好 的沉 积 特 性 ，特 别 是 ，例 如在 是使 用 脉 冲 电镀 时 。 在 过 去 的几 年 里 ，使 用 不 溶 性 阳 极 所 发 现 的各 种优 点 、缺 点 已经 凸现 。 比如 ， 在 印 制 板 电镀 铜 时 使用 脉 冲 电镀 （ Ｐ ，就 不 能使 用 钛外 层 镀 铂 的不 Ｐ Ｒ） 溶 性 阳极 ， 因为 铂 涂 层 在 含 有 氯 离 子 的硫 酸 电解 液 中放 置 一 段 时间 后 就 会 剥 离 。 然 而 ，钛 表层 涂 覆 有 铱 或 混合 金属 氧 化 物 （ ＭＭＯ）的 阳极 就 可 以避 免这
可溶 性 阳极 相 关 的成 膜 问题 ， 比如 会 影 响 到 阳 极 和
槽液性能的分解副产物累积 ，这会增加槽液的寿命。
不溶性阳极电解镍
理论广 角
啊
Ｉ
不 溶性 阳极 电解 镍
余振华
（ 州 三和新 材料科 技有 限公司 ） 梧 ［ 摘 要 ］ 试验 特 点 主 要 为 ： 用不 溶 性 阳 极 ， 以公 司现有 各 种 氢 氧 化 镍 为原 料 进 行 电解 镍 的生 产 。 过程 中主 要 验 证 设备 的 合 理 性和 效 果 评价 ：不 溶 该 使 性 电极 的使 用 寿 命 ：镀 液 成 分 控 制 ：镀 液 性 能 控 制 ； 电解 镍 的 外 观 和 应 力 。 结 果 表 明 ，设 备 、 工 艺 、产 品各 项 指 标 均 在 合 理 范 围 内 。 ［ 关键 词 ］Ｓ Ｄ Ａ不溶 阳 极 氢 氧 化镍 电解槽 外 观 成 分 中 图分 类号 ：Ｍ ４ Ｔ２１ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ９ ９４ （０ ０ ２— １７ Ｏ １０ — １Ｘ ２ １ ）４ ０ ６ 一 １
引言 长 久 以来 我 公司 致力 于镍 的 电解 、 提取 ， 以使 其 能熟 练地 应 用 于 电解 镍 、 泡 沫镍 ，期 间经 历 了的 失败 和 教训 。阳极 的选择 、镀液 体 系 及其 维 护 、产 品 杂质 的控 制 、物 料 的循 环 系统 是我 们研 究 的主要 方 向。我 们 选择 Ｄ Ａ不溶 阳 Ｓ 极 作为 电解 镍 的 阳极 材料 ，原料 为 氢氧 化 镍 湿料 ，生产 出来 的电解 镍 无 论是 外 观还 是 杂质 均 较 好 。 １工 艺流 程 ｉ ．电解 槽 使 用 隔膜 电解 槽 形 式 ， 阳极 为 Ｄ Ａ不 溶 阳极 ， 阴极 为 泡沫 镍 Ｓ 压 成 的始 极片 。 ２ 阴 极 液 自循 环 ，能 有 效 保 证 阴 极 区 镀 液 各 处 成 分及 性 质 均 一 。 ． ３ 在 高 位 槽 具 有进 一 步 净化 镀 液的 作 用 ，并 且 兼 具 还 原 镀 液 的 作 用 ， ． 能保 证 阳 极液 中 的氧 化 性组 分 不 影 响 阴极 片 。
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• 隨著PCB技術的不斷發展，電鍍銅陽極也出現了一些新的變化。不溶性陽極 順應潮流而登上舞臺。
• 不溶性陽極， 又稱尺寸穩定陽極( Dimensionally Stable Anode ，簡稱DSA ) ， 包括各種陽極鈦網、鉑金鈦網、釕鉬銥網等鈦包銅產品。在PCB行業所用到 的陽極多為MMO 陽極( Mixed Metal Oxide) ， 即以金屬鈦為基材，在其表面 塗覆有銥、鉭等貴金屬的氧化物及一些其它功能性塗層。一般氧化銥為電催 化劑，起到導電及催化化學反應的作用，氧化鉭為塗層穩定劑，保持塗層在 電解中的穩定性並降低塗層損耗速度。
2. 根据阳极的过电量(每平方米/每块阳极/每个电镀槽的陽极通过电流乘以小时 数据 A.h) 是更可靠，更科学的方法。比如Atolech规定其水平电镀线的单个铜 槽过电量大于50000 kAh，就要注意进行阳极的更换。
鉑金鈦網
二氧化銥鈦網
4、電極使用壽命長，可以承受更高的電流密度，如此可大大縮短電鍍時間，提 高產出。
• 不溶性陽極主要缺點， 即為電鍍時會產生氧氣，初生態氧氣會造成添加劑一 定程度的分解。
• 使用不溶性，陽極的鍍液，其電鍍液銅含量補充方式主要以添加氧化銅粉為 主，பைடு நூலகம்化銅粉與電鍍槽液中硫酸反應形成銅離子:
2H+ + CuO Cu2+ + H20 • 由於陽極鈦網表面的塗覆層不可能完全緻密，藥水可透過其微小的裂縫侵入
2. 添加劑消耗量大幅上升，造成此現象的原因，是鈦網表面塗層脫落後，沒有 了氧化銥對添加劑之再生起催化作用，導致其失去再生功能，而陽極產生的 初生態氧氣則一直在分解添加劑，結果是添加劑消耗量大幅上升。
• 不溶性阳极出现上述老化特征之一，即表明阳极应该更换。除此以外还可以 参照以下标准:
1. 根据阳极的使用时间。使用到一定的年限，阳极的涂层被消耗，则需要更换 。但由于受生产线的生產时间影响，这个年限数据有时不太准确。实际生产 中负荷率一般都低于满載，故阳极实际使用时间都比设备厂商建议的阳极更 换时间長。
• 不溶性陽極具有以下優點: 1、陽極的幾何尺寸及面積一直保持不變，從而使電流分佈能夠得到均一化，得
到優良的電鍍均勻性。
2、陽極維護工作最少，不須要停下生產線來清洗和補充陽極，可提高生產效率 。可溶性陽極則需要週期性補充磷銅球以及拖缸，影響生產效率。
3、由於自身不溶出，也不存在可溶性陽極那樣產生陽極泥以及金屬雜質離子漏 出到槽液的風險。
到鈦基體，如此將導致塗覆層逐步脫落，陽極表面會露出鈦基體本色，稱為 老化。此時需要更換陽極，舊的陽極可回收重新塗覆。
• 陽極老化特徵除會發生上述表現改變外，還有兩個顯著特徵:
1. 電流效率急劇下降， 產品表現為鍍銅過薄，電鍍效率大幅下降，造成此現象 的原因，是鈦網表面塗層脫落後，露出的鈦基體會在電流作用下轉化成二氧 化鈦氧化層，該氧化層電阻值很大，直接導致陰陽兩極電阻變大，電流大量 消耗。