李華軍

（中電科思儀科技股份有限公司，山東 青島 266555）

為降低微波信號(hào)在金屬波導(dǎo)中傳輸時(shí)的損耗，要求金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍一層金。為保證波導(dǎo)腔內(nèi)電鍍金層的厚度，需要在波導(dǎo)腔內(nèi)插入一根象形陽(yáng)極。由于波導(dǎo)腔較小，尤其是高頻波導(dǎo)的波導(dǎo)腔尺寸已達(dá)到毫米級(jí)，在插入象形陽(yáng)極后，波導(dǎo)腔的空間進(jìn)一步縮小，鍍金液無(wú)法在其中順利流動(dòng)，最終導(dǎo)致內(nèi)腔中鍍液嚴(yán)重不足，加劇了電鍍過(guò)程中的濃差極化，使內(nèi)腔電鍍金層的厚度和性能難以得到保證。針對(duì)該問(wèn)題，本文提出一種用于改善金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金時(shí)濃差極化的裝置。該裝置結(jié)合陰極桿移動(dòng)，可收集電鍍金溶液并加速溶液在金屬波導(dǎo)腔內(nèi)的流動(dòng)，改善金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍時(shí)的濃差極化，從而保證腔內(nèi)電鍍金層的厚度和性能。

1 金屬波導(dǎo)電鍍金工藝

如圖1所示，金屬波導(dǎo)的材質(zhì)為H59黃銅，外側(cè)和內(nèi)腔都需要電鍍金，內(nèi)腔尺寸為1.8 mm × 0.6 mm ×25 mm，要求鍍金層厚度至少為1 μm，外側(cè)對(duì)金層厚度無(wú)特別要求。外觀方面，鍍金層應(yīng)色澤均勻，無(wú)明顯色差。

圖1 金屬波導(dǎo)照片F(xiàn)igure 1 Photos of metal waveguide

電鍍金工藝流程為：除油→水洗→活化→電鍍鎳→水洗→預(yù)鍍金→電鍍金→水洗→吹干。

2 采用傳統(tǒng)裝置對(duì)金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金的效果

采用傳統(tǒng)裝置對(duì)金屬波導(dǎo)內(nèi)腔進(jìn)行電鍍金后沿中心線剖開(kāi)金屬波導(dǎo)后發(fā)現(xiàn)，金屬波導(dǎo)腔內(nèi)不同部位的電鍍金層存在明顯的色差，如圖2所示。

圖2 采用傳統(tǒng)裝置電鍍金后金屬波導(dǎo)內(nèi)腔的外觀Figure 2 Appearance of metal waveguide cavity after being electroplated with gold by using a traditional device

沿中心線剖開(kāi)金屬波導(dǎo)，如圖3所示采用Fischer XAN252 X射線熒光測(cè)厚儀測(cè)量?jī)?nèi)腔不同位置的金層厚度，結(jié)果見(jiàn)圖4。從中可知，金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金層的厚度分布均勻性差，中間薄、兩邊厚。中間段的金層厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于要求的1 μm，無(wú)法保證金屬波導(dǎo)的傳輸性能。

圖3 金屬波導(dǎo)內(nèi)腔厚度測(cè)量點(diǎn)的分布Figure 3 Distribution of thickness measuring points on surface of metal waveguide cavity

圖4 采用傳統(tǒng)裝置時(shí)金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金層厚度的分布Figure 4 Thickness distribution of gold coating on surface of metal waveguide cavity when using a traditional device

3 引入導(dǎo)流裝置后電鍍金的效果

針對(duì)采用傳統(tǒng)裝置對(duì)波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金時(shí)存在的問(wèn)題，從前處理工序開(kāi)始將導(dǎo)流裝置應(yīng)用到電鍍金中。如圖5所示，該導(dǎo)流裝置由錐形的溶液收集部分和圓柱狀的溶液輸送部分組成，與波導(dǎo)一起由固定裝置固定于鍍槽的陰極桿上，導(dǎo)流裝置的溶液輸送口對(duì)準(zhǔn)插入象形陽(yáng)極的波導(dǎo)腔。陰極桿移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)流裝置收集溶液，經(jīng)過(guò)小口徑的溶液輸送部分增速后快速流出，并進(jìn)入波導(dǎo)腔內(nèi)，促使波導(dǎo)腔內(nèi)電鍍液流動(dòng)，并得到及時(shí)更新。

圖5 導(dǎo)流裝置及導(dǎo)流效果示意圖Figure 5 Schematic diagram showing the structure and diversion effectiveness of the flow guiding device

從圖6可以看出，采用導(dǎo)流裝置后金屬波導(dǎo)內(nèi)腔不同部位的電鍍金層色澤均勻，無(wú)明顯色差。

圖6 增加導(dǎo)流裝置電鍍金后金屬波導(dǎo)內(nèi)腔的外觀Figure 6 Appearance of metal waveguide cavity after being electroplated with gold by using the flow guiding device

從圖7可知，引入導(dǎo)流裝置后波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金層厚度分布均勻，并且都大于1 μm，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖7 增加導(dǎo)流裝置后金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍金層厚度的分布Figure 7 Thickness distribution of gold coating on surface of metal waveguide cavity when using the flow guiding device

4 結(jié)語(yǔ)

目前該導(dǎo)流裝置已經(jīng)應(yīng)用于筆者所在公司的金屬波導(dǎo)內(nèi)腔電鍍的實(shí)際生產(chǎn)。此外，該導(dǎo)流裝置也適用于內(nèi)腔小而長(zhǎng)的其他工件電鍍。