化學(xué)鍍膜電阻器鍍膜技術(shù)分析與研究

白偉林 曹海茹

陜西華星電子集團(tuán)有限公司

化學(xué)鍍膜電阻器鍍膜技術(shù)分析與研究

白偉林 曹海茹

陜西華星電子集團(tuán)有限公司

對傳統(tǒng)的化學(xué)鍍膜技術(shù)進(jìn)行研究，并改進(jìn)了目前工藝中鍍液溫度的控制范圍，pH值和配方中的絡(luò)合劑，使鍍鎳的速度提高了。獲得阻值范圍更寬，溫度系數(shù)更小的電阻，對鍍液通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行回收節(jié)能環(huán)保。

化學(xué)鍍 絡(luò)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(nèi)對環(huán)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(xué)鍍膜電阻能替代噴射電阻，所以對化學(xué)鍍膜的原理和技術(shù)重新研究，更改配方和工藝，制造了合格的產(chǎn)品，并且廢液通過化學(xué)方法進(jìn)行回收節(jié)能環(huán)保。

一、原料及過程

化學(xué)鍍是一個自催化的氧化還原過程。化學(xué)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(luò)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(wěn)定。以前選用絡(luò)合劑為檸檬酸，因?yàn)樗膒K值最大（表1為常用的絡(luò)合劑的pK值），但為了進(jìn)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(gòu)成的復(fù)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(xué)式 學(xué)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(chǎn)生H+，導(dǎo)致pH值下降，每消耗1mol的Ni2+會生成3mol的H+，為了穩(wěn)定鍍速并保證鍍層質(zhì)量，需要緩沖劑來有效的穩(wěn)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(guān)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(dǎo)致鍍層應(yīng)力和孔隙率增加，耐腐蝕性下降，反應(yīng)到電阻上表現(xiàn)為外觀、溫度系數(shù)和過載。所以，針對此點(diǎn)將溫度調(diào)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(diào)節(jié)，鍍液隨著H+的不斷產(chǎn)生，pH值不斷下降，影響絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)、鍍鎳速率和鍍層中的P，以往通過添加鍍液來恢復(fù)反應(yīng)，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(yán)重浪費(fèi)，通過試驗(yàn)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(dāng)HPO32-不斷增多最終形成NiHPO3沉淀導(dǎo)致鍍液渾濁時鍍液應(yīng)廢棄，但是可以通過化學(xué)方法對廢液進(jìn)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(yīng)產(chǎn)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(diào)節(jié)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(wěn)定劑等物質(zhì)，然后蒸發(fā)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(zhì)都被留了下來，最大程度的實(shí)現(xiàn)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(yàn)

產(chǎn)品性能試驗(yàn)均是委外進(jìn)行的全性能測試，選用的產(chǎn)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(yàn)按照SJ10619-1995 《RYG2型金屬氧化膜電阻器 評定水平E》進(jìn)行，試驗(yàn)均合格，其中以低阻段的試驗(yàn)參數(shù)最好以5%穩(wěn)定度等級達(dá)到了1%的要求。

三、結(jié)論

通過對化學(xué)鍍鎳的學(xué)習(xí)研究配置了新的復(fù)合劑，調(diào)整了化學(xué)鍍的爐溫，調(diào)整了鍍液的pH值，提高了鍍鎳效率，提高了鍍層的質(zhì)量，拓寬了原來的化學(xué)鍍鎳電阻器的阻值范圍，也采用了化學(xué)試劑法對廢液進(jìn)行回收，既節(jié)能又環(huán)保。

[1] 郭忠誠，楊顯萬著.化學(xué)鍍鎳原理及應(yīng)用[M].1998.

[2]（德）沃爾福岡·里德爾著，羅守福譯.化學(xué)鍍鎳[M].1989.

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

[4] 榮仁軍，趙永武．化學(xué)鍍鎳復(fù)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》