3.Техніка безпеки та охорона праці при виконанні лабораторних робіт

3.1. Перед початком роботи студенти повинні ознайомитися з діючими в лабораторії правилами безпеки.

3.2. Всі підготовчі роботи з приладами, які підключаються до електричної мережі необхідно виконувати при вимкненому живленні.

3.3. Не дозволяється дотикатися руками або струмопровідними предметами до клем, гнізд чи інших елементів електричних схем та лабораторного обладнання. Якщо вони знаходяться під напругою.

3.4. При виявленні пошкоджень чи несправностей обладнання необхідно терміново відключити його від мережі живлення та повідомити про це керівника занять.

3.5. У випадку ураження електричним струмом необхідно відключити все обладнання від мережі живлення, від'єднати потерпілого від провідників, надати необхідну допомогу та при необхідності викликати лікаря.

3.6. При роботі з комп'ютером суворо забороняється :

• торкатися до екрана і тильного боку дисплея, проводів живлення та пристроїв заземлення;

• класти на апаратуру сторонні предмети;

• працювати на комп'ютері у вологій одежі і з вологими руками.

Освітленість робочих місць при проведенні лабораторних робіт приведена в табл. 1.

Таблиця 1. Освітленість робочих місць ( в люксах)

Значення освітленості	Характер роботи
	Визначення термомеханічних характеристик	Проведення вимірювань на мікроскопі	Хромато-графічний аналіз
Середні значення	250	500	1200
Рекомендовані	350	600 - 700	1000-1500

Лабораторна робота № 1 Експериментальне дослідження процесів електролізу

Мета роботи:

1. Вивчення процесу осадження металів електролітичним способом

2. Визначення якості осаджень

Загальні відомості

Електролітичне осадження металів та сплавів проводиться з застосуванням гальванотехніки. Гальванотехніка ділиться на два основні напрями:

• гальваностегію – утворення на поверхні металевих виробів міцно з'єднаних з нею плівок (покрить електролітично осадженого металу);

• гальванопластику – утворення точних копій різних предметів в формі масових металевих осадів, що легко відділяються від поверхні (матриці), на якій проводиться електроосадження.

При виготовленні друкованих плат та мікросхем використовується гальваностегія. Вана найчастіше пов'язана з осадженням міді, срібла, золота та інших металів або сплавів, наприклад сплаву ПОС (сплав олово – свинець) на поверхню провідників.

При виготовленні друкованих плат адитивним способом на нефольгований діелектрик спочатку осаджують хімічно чисту мідь товщиною всього 1,0 – 1,5 мкм. Для утворення основного струмопровідного покриття на хімічно осаджений шар наноситься електролітичний шар міді.

Гальванічне осадження міді проводиться і при використанні напівадитивного способу виготовлення друкованих плат. В цьому випадку застосовують фольгований діелектрик з тонкомірною фольгою (товщиною 5 мкм і менше).

Процес одержання провідного рисунка-схеми складається з селективного травлення міді з подальшим нарощуванням міді на провідники гальванічним способом.

До мідного шару, одержаного гальванічним способом пред'являють такі вимоги :

• наявність суцільної металізації;

• рівномірність покриття на поверхні заготовки та в отворах;

• дрібнозернистість структури;

• пластичність осаду;

• міцність зчеплення з хімічно осадженою міддю або тонкомірною фольгою.

Всі перелічені властивості залежать від складу електроліту. Зараз застосовуються борфтористоводневі, кремнійфтористоводневі, сірчанокислі, пірофосфатні електроліти.

Мідь наносять в спеціальних гальванічних ваннах, в яких анодами є мідні пластини, а катодами заготовки друкованих плат. Процес полягає в окисленні атомів міді до іонів, які пересуваючись в електроліті відновлюються на катоді до металічної міді і осаджуються на його поверхні.

На аноді проходять реакції : Cu⁰ – 2 e → Cu²⁺ та Cu⁰ – е → Cu⁺

При електролізі на катоді відбуваються такі електрохімічні реакції : Cu²⁺ + 2 e → Cu⁰ ; Cu⁺⁺ + e → Cu⁺ та Cu⁺ + e → Cu⁰ .

Для захисту мідного покриття від окислення і покращення інших його властивостей на шар міді наносять різні метали і сплави: золото, срібло, паладій, олово, свинець, олово–нікель, паладій–нікель та ін. Найчастіше використовують захисне покриття олово - свинець ПОС–61, яке за складом аналогічне припою електрорадіовиробів (61% Sn і 39 % Pb). Ванни для електрохімічного покриття ПОС–61, як правило, борфтористоводневі. Аноди виготовляють з олово–свинцевого припою.

Для отримання рівномірного дрібнозернистого покриття в електролітичні розчини, як сірчанокислі, так і фтористоводневі вводять спеціальні добавки (наприклад патоку, тіомочевину).

Схема процесу електролізу показана на рис. 2

Рис.2 Схема процесу електролізу

( 1 – ванна; 2 – анод; 3 – джерело постійного струму; 4 – катод; 5 – електроліт; 6 – іони металу)

Для збільшення строку служби захисного покриття його оплавлюють. Цей процес проводять в спеціальних установках інфрачервоного оплавлення.

Контроль поверхні покриття здійснюють на спеціальних приладах профілографах, профілометрах або за допомогою мікроскопа. Товщину покрить визначають в спеціальних установках автоматичного контролю або за допомогою індикаторів-ростомірів.