化学镀镍与电镀镍工艺及相互之间的区别

化学镀镍与电镀镍工艺及相互之间的区别

1 电镀镍

电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀镍是将零件浸入镍盐的溶液中作为阴极，金属镍板作为阳极，接通直流电源后，在零件上就会沉积出金属镍镀层。电镀镍的配方及工艺条件见表1。

电镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②稀盐酸浸泡；③冲净；④浸入镀液；

⑤调节电流进行电镀；

⑥自镀液中取出；⑦冲净；⑧煮；⑨烘干。

表1 电镀镍的配方及工艺条件

成分含量/g/L 温度

/0C PH值电流密度

/A/dm2

硫酸镍硫酸镁硼酸氯化钠

100-170 21－30 14－30 4－12 室温5－6

电镀镍的优点是镀层结晶细致，平滑光亮，内应力较小，与陶瓷金属化层结合力强。电镀镍的缺点是：①受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大，造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多，例如起皮，起泡，麻点，黑点等；②极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响，造成均镀能力差，此外金属化瓷件之间的相互遮挡也会造成瓷件表面有阴阳面的现象；③对于形状复杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面；④需要用镍丝捆绑金属化瓷件，对于形状复杂、尺寸较小、数量多的生产情况下，需耗费大量的人力。

2 化学镀镍

化学镀镍又称无电镀或自催化镀，它是一种不加外在电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层，当镍层沉积到活化的零件表面后由于镍具有自催化能力，所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍得到的为合金镀层，常见的是Ni-P合金和Ni-B合金。相较Ni-P合金而言，Ni—B合金的熔焊能力更好，共晶温度高，内应力较小，是一种更为理想的化学镀镍方式。但本文着重讨论的是Ni-P合金镀层。

化学镀镍的配方及工艺条件见表2。

表2化学镀镍的配方及工艺条件

成分含量/g/L 温度

/0C PH值

硫酸镍次磷酸钠柠檬酸钠氯化铵

45－50 45－60 20－30 5－8 85

化学镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②冲洗；③活化液浸泡；④冲净；

⑤还原液浸泡；⑥浸入镀液并不时调节pH值；⑦自镀液中取出；⑧冲净；⑨煮；

⑩烘干。

化学镀镍的优点是不需要电流电源设备，厚度均匀致密，针孑L少，均镀性好，仿真能力强，能在复杂零件表面沉积，深镀能力强，抗蚀性能好，镀镍的速度快，镀层厚度可达10～50,um，镀层在烧氢后无起皮、镍泡等缺陷。

化学镀镍的缺点是①镀层为非晶态的层状结构，虽然进行热处理后，镀层结晶化，其层状结构逐渐消失，但是对陶瓷一金属封接件的抗拉强度有所降低；②镀液的成本高，寿命短，耗能大；③镀液对杂质敏感，需经常处理，因而使工艺的可操作性变的相对复杂。

3电镀镍与化学镀镍

3．1镀镍层厚度比较

两种方法镀镍后镀镍层厚度情况比较见表3。

表3 化学镀镍与电镀镍的镍层厚度比较

方法

电镀

时间平均

厚度/um 平均

偏差

/ % 最大值最小值

化学镀镍

电镀镍25 min

40 min

3．2抗拉强度

拉力试验以标准抗拉件为试样，Ag焊料，抗拉强度见表4。

表4化学镀镍和电镀镍抗拉件的抗拉强度比较

二次金属化学式化学镀镍/MPa 电镀镍/MPa

1

2

3

4

平均值

拉力试验以88 mm X 183 mm管壳为试样，采用三点法，HlAgCu28焊料，抗拉强度见表5。

表5化学镀镍和电镀镍管壳的抗拉强度比较

二次金属化方式编号 1 2 3 平均值

化学镀镍/MPa 1#

2# 265

240 169

210 255

145

电镀镍/MPa 3#

4# 315

340 130

172 166

144

218

3．3气密性

作者曾在36．6×18．4 mm的陶瓷件上焊接30个0．8 mm的可伐针，焊接工艺为一次针封用Ag焊料，检漏合格后进行二次焊接(HlAgCu28焊料)，再度检漏合格后，将整个瓷封件置于-196～80℃的温度下进行温度冲击，每次循环30 rain，次数10次，最终检漏以确定是否合格。在试验中发现针封处的金属化层在电镀后经常有局部的Ni层薄甚至没有镍层，而反复补镀后有些部位又呈现镍色光亮，将该金属化瓷件经过镀后烧氢的工艺处理后镍色光亮部位出现起泡现象。将电镀镍的工艺改成化学镀镍后，统计整个封接件气密性的成品率数据见表6。

表6化学镀镍和电镀镍的封接件气密性的成品率

化学镀镍电镀镍

一次针封

二次焊接

温度冲击100％

78％

100％86％

66％

50％

注：成品率的计算方法为经下一道工序处理后合格瓷封件与上一道工序的百分比。

4 总结

综上所述，作者来全面比较两种镀镍方法各项性能的区别见表7。

表7化学镀镍和电镀镍的各项性能比较

性能化学镀镍电镀镍

成本

工艺可操作性

工艺稳定性

均镀能力

深镀能力

抗拉强度（以抗拉件计）

抗拉强度（以管壳计）

粘瓷情况

焊料润湿性

气密性

耐磨性

耐蚀性高

较复杂

差

好

好

≥90 MPa

≥120 MPa

少粘

好

好

好

好低

简单

好

差

差

≥90 MPa

≥120 MPa

少粘或粘

较好

好

一般

一般

由表7可知，化学镀镍工艺并不是尽善尽美的，但是该工艺所具有的均镀能力和深镀能力是电镀镍工艺所无法比拟的。目前，二次金属化用化学镀镍工艺已在美国和韩国得到广泛使用，而在国内还仅限于印刷电路板和固体器件上的使用。相较两种工艺在抗拉强度，气密性等性能差别不大的情况下，针对电真空器件中日益复杂、细小的瓷件结构，化学镀镍工艺应该逐步得到更广泛的推广使用。