镀层均匀性较差是目前电镀工艺中存在的主要问题之一。电镀零件表面的电流或电流密度的分布情况会直接影响零件表面镀层厚度的均匀性。根据法拉第第一定律，电解时电极上析出（或溶解）物质的质量与通过的电量成正比：
式中，m——电极上析出（或溶解）物质的质量（g）；
k——比例常数，称为电化当量［g/（A·h）］；
Q——通过的电量（A·h）；
I——通过的电流强度（A）；
t——通电时间（h）。
当阴极和阳极工作表面的距离为y，之间的电压为V 时，电流强度为
式中，ρ——电阻率（Ω/cm）。
镀层厚度δ 为
式中，I——电流强度（A）；
t——电镀时间（h）；
k——电化当量［g/（A·h）］；(www.xing528.com)
η——电流效率；
r——析出镀层金属的密度（g/cm3）。
理论上，由于阴极、阳极之间的距离远远大于镀层厚度，因此电镀过程中各位置的电流将保持不变。然而，在实际生产过程中，受 “边缘效应” 和“深腔效应” 影响，内外工作表面及不同位置上的电流并不相同，导致各部位的镀层厚度差异较大，大功率复杂结构微波部件的厚度差异更为突出。
在镀层厚度及均匀性改进方面，可以运用电磁场数值计算模拟软件，对微波无源部件（腔体）电镀过程中的电场进行模拟分析。首先，直观地模拟出（复杂）零件内腔表面各部位电流或电流密度的分布规律；然后，进行多次修正，得出电流分布最为平均的模型；最后，根据修正后的模型进行辅助阳极或辅助阴极的加工制作，并将其应用于实际生产过程中，使电镀零件表面的电流分布更均匀。同时，对腔体类零件，采用双电源电镀技术（即零件内腔表面的电镀过程由一台电镀电源单独进行控制，零件外部表面由另一台电源控制），做到内外电场分别独立控制，从而达到精确控制腔体零件内外的镀层厚度，并改善镀层的均匀性。接下来，采用电子扫描电镜（SEM）观察各组镀层的表面形貌和微观组织情况，并通过X 射线进行镀层厚度的检测，优选出镀厚银的电流施加方式，并确定合适的工艺参数。
为了更好地观察不同镀层材料对无源器件内部连接面产生的PIM 现象，拟设计一种无源组件，其中通过更换不同镀层的同轴谐振杆来观测并研究PIM 现象。同轴谐振杆为分体加工并由紧固螺钉紧固到腔体上，同轴谐振杆根部的电流最大，由于非线性，因此最容易产生PIM 现象。同时，为了产生双频多载波信号，避免无源组件内部其他部位产生PIM 而影响系统观测，因此设计了一个无源两阶同轴滤波器，具体如图6－15 所示。
图6-15 表面处理测试样件
采用滤波器腔体和采用同轴谐振杆，将同轴谐振杆的表面制备成不同状态的镀银层，通过对样件的PIM 测试来系统地分析和研究不同镀覆层的厚度、表面粗糙度、硬度及耐磨性等因素对PIM 的影响情况，获得实际数据。
当镀层厚度小于趋肤深度时，对滤波器的PIM 影响较大；当镀层厚度达到两个趋肤深度以上，对PIM 几乎没有影响。不同镀层厚度对PIM 的影响如图6－16、图6－17 所示。
图6-16 不同镀层厚度对PIM 的影响（3 阶PIM）（书后附彩插）
图6-17 不同镀层厚度对PIM 的影响（5 阶PIM）（书后附彩插）
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