这个问题于 2016 年 12 月 1 日首次出现在 ProductsFinishing.com 在电镀诊所。作者：德里克·瓦内克。

均匀厚度分布的关键是均匀的电流分布。假设 100% 的效率，电化学的基本定律（即电流分布）并不总是允许均匀沉积。直流电总是寻找从阳极到阴极（基板/工件）电阻最小的路径。因此，阻力最小的路径（例如锋利的边缘或突起）将接收到较重的沉积物，而诸如内角/半径之类的区域会接收到明显较少量的沉积物。电镀商和设计者的目标是在工件上提供最小的厚度变化量。设计考虑考虑了几个变量：阳极设计（几何形状、掩蔽和工具移动）、工件（掩蔽和盗窃）、浴变量（电流密度、温度、添加剂和流量分布）等等。这里将主要关注阳极设计。

选择性（刷子）电镀是一种精心设计的电镀方法，可以电镀受控厚度的沉积物，例如铜、镉、钴、金、镍、银、锡，以及包括巴氏合金、钴钨合金、镍钨合金和锌在内的合金- 将镍涂在工业部件的所有常用基材上。

顾名思义，该过程专注于组件的特定“选择”区域。首先用合适的溶剂清洁要电镀的区域以及要掩蔽的相邻区域。然后对零件进行掩膜以隔离要电镀的区域并保护相邻区域免受化学过程的影响。典型的遮蔽材料包括铝和乙烯基胶带、遮蔽涂料和特殊固定装置。

实际的选择性（刷）电镀过程包括几个准备步骤，其中工作区域经过电化学准备以接收粘附的最终沉积物，其厚度由安培小时（因子 x 面积 x 厚度 = 安培小时）控制。

  • 该因素是特定于电镀溶液的成熟电镀速率。将相当于一英寸厚度的金属体积沉积到一平方英寸的面积上所需的安培小时。
  • 面积是要电镀的总表面积。
  • 厚度为电镀后所需的沉积厚度

沉积物的均匀分布主要通过电镀工具的选择、适当的设计和使用以及应用的适当掩蔽来实现。

用工具覆盖 OD、ID 或平面的整个长度可以相对容易地获得均匀的厚度。当工具没有覆盖整个长度时，就会出现问题。例如，尝试使用可覆盖 2 英寸长度的工具电镀 3 英寸长的外径。如果工具按照顶部草图#1 所示移动，图 1 的中心，则始终覆盖中心 1 英寸。最后，覆盖时间更短。如底部结果所示的存款分布。另一种方法是移动工具，如图 1 左侧的草图 #2 所示。获得了均匀的沉积分布，但现在工具离开零件会浪费一些时间。如果一侧有肩膀，这个动作也可能不实用。同样的情况也适用于 ID 和平面。总而言之，始终尝试让工具覆盖 OD ​​或 ID 的全长或平面草图 #3 的全长或宽度。阳极可进一步沿外周边被遮盖，与工作表面轻微重叠，以尽量减少沿工件边缘堆积的沉积物。

当工具如上图所示移动时，中心镀层较多，末端镀层较少。当工具如左下方所示移动时，可以获得均匀的沉积物，但工具离开零件会浪费很多时间。

图 1：电镀工具无法覆盖整个外径时遇到的困难。

沉积均匀性的另一个考虑因素是确保镀液在被镀区域上的均匀分布。为获得最佳效果，电镀液应通过电镀工具泵送到工作区，并均匀分布在工作区。新鲜溶液在工作区域的不均匀分布将导致沉积厚度不均匀。
以下是一些概括：

  • 镀层越厚，越难以电镀严格的公差
  • 在小面积上准确电镀比在大面积上更容易
  • 在没有中断的简单形状上保持严格的公差比在复杂形状或有中断或大部分高电流密度边缘区域的形状上更容易实现
  • 零件或阳极的机械运动将产生比手运动更一致的结果
  • 在小面积上精确电镀低厚度比在大面积上精确电镀高厚度更容易