化學鍍膜電阻器鍍膜技術分析與研究

白偉林 曹海茹

陜西華星電子集團有限公司

化學鍍膜電阻器鍍膜技術分析與研究

白偉林 曹海茹

陜西華星電子集團有限公司

對傳統的化學鍍膜技術進行研究，并改進了目前工藝中鍍液溫度的控制范圍，pH值和配方中的絡合劑，使鍍鎳的速度提高了。獲得阻值范圍更寬，溫度系數更小的電阻，對鍍液通過化學反應進行回收節能環保。

化學鍍 絡合劑 pH 廢料回收

電阻器從誕生至今一直都扮演著重要的角色是使用最多的元件。但隨著近年來國內對環保的重視，噴射膜電阻的生存空間被不斷壓縮，市場希望化學鍍膜電阻能替代噴射電阻，所以對化學鍍膜的原理和技術重新研究，更改配方和工藝，制造了合格的產品，并且廢液通過化學方法進行回收節能環保。

一、原料及過程

化學鍍是一個自催化的氧化還原過程。化學鍍膜電阻采用硫酸鎳和次亞磷酸鈉的主鹽-還原劑組合，最終形成Ni-P合金鍍層。

（一）鍍液的選擇：

1.絡合劑，用來降低鍍液中鎳離子的濃度，減少鎳離子生成沉淀，提高鍍液的穩定。以前選用絡合劑為檸檬酸，因為它的pK值最大（表1為常用的絡合劑的pK值），但為了進一步提高合金的形成速度及抗腐蝕性，最后采取了以檸檬酸、乳酸和丁二酸構成的復合劑，配置比例為1.2：1.0：0.8。可以將速度提高40%，抗腐蝕性提高100%（不考慮其余因素）。

名稱 化學式 學名 pK檸檬酸 C6H8O7·H2O 2-羥基丙烷1,2,3-三羧酸6.9乳酸 C3H6O3 2-羥基丙酸 2.5琥珀酸 C4H6O4 丁二酸 2.2

2.緩沖劑，在鍍鎳的過程中會產生H+，導致pH值下降，每消耗1mol的Ni2+會生成3mol的H+，為了穩定鍍速并保證鍍層質量，需要緩沖劑來有效的穩定溶液的pH值，選用的緩沖劑見表2

表2 緩沖劑

（二）工藝過程簡圖：

圖1 工藝過程

1.在工藝過程中爐溫的控制很關鍵，目前使用的鍍鎳溫度為85℃～95℃，圖2為pH=5時鍍鎳速度隨溫度變化曲線，能夠看出50℃每升高10℃，速度都會遞增，90℃以后鍍鎳速度更快，但高溫會降低鍍層中的P，導致鍍層應力和孔隙率增加，耐腐蝕性下降，反應到電阻上表現為外觀、溫度系數和過載。所以，針對此點將溫度調整為83℃～88℃，兼顧了鍍鎳速度和電阻性能。

圖2 鍍鎳速度

2.pH值調節，鍍液隨著H+的不斷產生，pH值不斷下降，影響絡合物的結構、鍍鎳速率和鍍層中的P，以往通過添加鍍液來恢復反應，但是鍍液中包含著主鹽，隨著鍍液不斷添加其中無法沉積的主鹽會越累越多，造成嚴重浪費，通過試驗在pH偏低時，只添加一定量的氨水即可，隨時讀取鍍液的pH，參照圖3 pH對鍍鎳速率影響曲線，以前為了追求速度采用的pH為4.7～6.8，沒有考慮過pH對P的影響，參考圖4 pH對P含量的影響曲線，最終將pH控制范圍改為4.7～5.8。

圖3 鍍鎳速度

圖4 P含量隨pH變化

（三）鍍液回收，鍍液有壽命，當HPO32-不斷增多最終形成NiHPO3沉淀導致鍍液渾濁時鍍液應廢棄，但是可以通過化學方法對廢液進行回收，首先除去其中的Ni離子，然后再加入Ca(OH)2，MgO，與HPO32-和SO42-反應產生沉淀，過濾，然后用H3PO2洗提第一步除去的Ni離子溶液，再加入等摩爾的NiSO4和Ca(OH)2，調節Ni離子濃度并沉淀除去CaSO4。之后將該溶液與過濾掉沉淀的濾液混合，加入氨水、穩定劑等物質，然后蒸發部分水，制成濃縮液，使用的時候自行添加稀釋。這樣這個廢液中的可用物質都被留了下來，最大程度的實現了廢液的回收，同時避免廢液直接傾倒對土壤和水源的污染。

二、性能試驗

產品性能試驗均是委外進行的全性能測試，選用的產品為低阻段的0.04Ω～0.06Ω，中阻段0.35Ω～0.45Ω，高阻段0.8Ω～1.3Ω，試驗按照SJ10619-1995 《RYG2型金屬氧化膜電阻器 評定水平E》進行，試驗均合格，其中以低阻段的試驗參數最好以5%穩定度等級達到了1%的要求。

三、結論

通過對化學鍍鎳的學習研究配置了新的復合劑，調整了化學鍍的爐溫，調整了鍍液的pH值，提高了鍍鎳效率，提高了鍍層的質量，拓寬了原來的化學鍍鎳電阻器的阻值范圍，也采用了化學試劑法對廢液進行回收，既節能又環保。

[1] 郭忠誠，楊顯萬著.化學鍍鎳原理及應用[M].1998.

[2]（德）沃爾福岡·里德爾著，羅守福譯.化學鍍鎳[M].1989.

[3] 劉建成，劉定富. 乳酸對檸檬酸化學鍍鎳磷合金的影響[M].2013.

[4] 榮仁軍，趙永武．化學鍍鎳復合配位劑的研究[M].2007.

[5] SJ10619-1995 《RYG2型金屬氧化膜電阻器 評定水平E》