化学镀膜电阻器镀膜技术分析与研究

白伟林 曹海茹

陕西华星电子集团有限公司

化学镀膜电阻器镀膜技术分析与研究

白伟林 曹海茹

陕西华星电子集团有限公司

对传统的化学镀膜技术进行研究，并改进了目前工艺中镀液温度的控制范围，pH值和配方中的络合剂，使镀镍的速度提高了。获得阻值范围更宽，温度系数更小的电阻，对镀液通过化学反应进行回收节能环保。

化学镀 络合剂 pH 废料回收

电阻器从诞生至今一直都扮演着重要的角色是使用最多的元件。但随着近年来国内对环保的重视，喷射膜电阻的生存空间被不断压缩，市场希望化学镀膜电阻能替代喷射电阻，所以对化学镀膜的原理和技术重新研究，更改配方和工艺，制造了合格的产品，并且废液通过化学方法进行回收节能环保。

一、原料及过程

化学镀是一个自催化的氧化还原过程。化学镀膜电阻采用硫酸镍和次亚磷酸钠的主盐-还原剂组合，最终形成Ni-P合金镀层。

（一）镀液的选择：

1.络合剂，用来降低镀液中镍离子的浓度，减少镍离子生成沉淀，提高镀液的稳定。以前选用络合剂为柠檬酸，因为它的pK值最大（表1为常用的络合剂的pK值），但为了进一步提高合金的形成速度及抗腐蚀性，最后采取了以柠檬酸、乳酸和丁二酸构成的复合剂，配置比例为1.2：1.0：0.8。可以将速度提高40%，抗腐蚀性提高100%（不考虑其余因素）。

名称 化学式 学名 pK柠檬酸 C6H8O7·H2O 2-羟基丙烷1,2,3-三羧酸6.9乳酸 C3H6O3 2-羟基丙酸 2.5琥珀酸 C4H6O4 丁二酸 2.2

2.缓冲剂，在镀镍的过程中会产生H+，导致pH值下降，每消耗1mol的Ni2+会生成3mol的H+，为了稳定镀速并保证镀层质量，需要缓冲剂来有效的稳定溶液的pH值，选用的缓冲剂见表2

表2 缓冲剂

（二）工艺过程简图：

图1 工艺过程

1.在工艺过程中炉温的控制很关键，目前使用的镀镍温度为85℃～95℃，图2为pH=5时镀镍速度随温度变化曲线，能够看出50℃每升高10℃，速度都会递增，90℃以后镀镍速度更快，但高温会降低镀层中的P，导致镀层应力和孔隙率增加，耐腐蚀性下降，反应到电阻上表现为外观、温度系数和过载。所以，针对此点将温度调整为83℃～88℃，兼顾了镀镍速度和电阻性能。

图2 镀镍速度

2.pH值调节，镀液随着H+的不断产生，pH值不断下降，影响络合物的结构、镀镍速率和镀层中的P，以往通过添加镀液来恢复反应，但是镀液中包含着主盐，随着镀液不断添加其中无法沉积的主盐会越累越多，造成严重浪费，通过试验在pH偏低时，只添加一定量的氨水即可，随时读取镀液的pH，参照图3 pH对镀镍速率影响曲线，以前为了追求速度采用的pH为4.7～6.8，没有考虑过pH对P的影响，参考图4 pH对P含量的影响曲线，最终将pH控制范围改为4.7～5.8。

图3 镀镍速度

图4 P含量随pH变化

（三）镀液回收，镀液有寿命，当HPO32-不断增多最终形成NiHPO3沉淀导致镀液浑浊时镀液应废弃，但是可以通过化学方法对废液进行回收，首先除去其中的Ni离子，然后再加入Ca(OH)2，MgO，与HPO32-和SO42-反应产生沉淀，过滤，然后用H3PO2洗提第一步除去的Ni离子溶液，再加入等摩尔的NiSO4和Ca(OH)2，调节Ni离子浓度并沉淀除去CaSO4。之后将该溶液与过滤掉沉淀的滤液混合，加入氨水、稳定剂等物质，然后蒸发部分水，制成浓缩液，使用的时候自行添加稀释。这样这个废液中的可用物质都被留了下来，最大程度的实现了废液的回收，同时避免废液直接倾倒对土壤和水源的污染。

二、性能试验

产品性能试验均是委外进行的全性能测试，选用的产品为低阻段的0.04Ω～0.06Ω，中阻段0.35Ω～0.45Ω，高阻段0.8Ω～1.3Ω，试验按照SJ10619-1995 《RYG2型金属氧化膜电阻器 评定水平E》进行，试验均合格，其中以低阻段的试验参数最好以5%稳定度等级达到了1%的要求。

三、结论

通过对化学镀镍的学习研究配置了新的复合剂，调整了化学镀的炉温，调整了镀液的pH值，提高了镀镍效率，提高了镀层的质量，拓宽了原来的化学镀镍电阻器的阻值范围，也采用了化学试剂法对废液进行回收，既节能又环保。

[1] 郭忠诚，杨显万著.化学镀镍原理及应用[M].1998.

[2]（德）沃尔福冈·里德尔著，罗守福译.化学镀镍[M].1989.

[3] 刘建成，刘定富. 乳酸对柠檬酸化学镀镍磷合金的影响[M].2013.

[4] 荣仁军，赵永武．化学镀镍复合配位剂的研究[M].2007.

[5] SJ10619-1995 《RYG2型金属氧化膜电阻器 评定水平E》