一种恒电流电镀Ni-Cr合金埋嵌电阻材料的方法

本发明涉及印制电路板制造，具体涉及一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法。

背景技术：

1、随着物联网、人工智能、新能源汽车，5g/6g通信等前沿技术与电子工业快速融合，电子设备为了满足多功能高度集成，信号响应速度更快和更轻薄便携等要求，印制电路板作为电子设备中电子元器件，芯片等功能模块的机械支撑及电气互连载体，表面已经变得拥挤不堪。目前，将电阻，电容和电感等无源器件集成到pcb树脂基板内部的解决方案可以有效的释放pcb表面面积，为芯片等功能模块的搭载提供更多选择，进一步将电子设备小型化，多功能集成化和提高信号传输可靠性。其中，埋嵌电阻技术与成熟pcb工艺兼容性最好，已经在工业中中进行应用了，研究者主要围绕电阻材料的制备，埋嵌工艺和阻值均匀性等作为着力点，通过化学镀、电镀、印刷或者磁控溅射等方法在高精度铜箔表面沉积一层电阻材料，然后将其与环氧树脂等介质材料进行真空热压获得含有电阻材料的层压板，通过蚀刻或者激光切割调节埋嵌电阻阻值。

2、由于镍铬合金在耐腐蚀性，显微硬度高和电阻率等方面优异，现已经广泛用于腐蚀防护，装饰美化，电子材料和催化材料等领域，然而镍铬合金电阻材料常常通过磁控溅射法，蒸镀法和离子束溅射法等制备，但是成本高昂，设备复杂，操作要求高，难以大面积进行批量生产，进一步限制其在大众商品中的应用普及率。电镀法是电子工业常用的技术，是通过得失电子，在电极表面发生氧化还原反应，该方法响应速度快，生产效率高，与印制电路板工艺兼容性强，便于大型工业化生产。

技术实现思路

1、针对上述问题与存在不足，为解决目前商用溅射法制备ni-cr埋嵌电阻阻值误差大于15％，设备复杂，成本高等问题，本发明提供一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法。

2、一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，包括以下步骤：

3、步骤1：配置电镀液，每升镀液体系包含主盐90～130g，配位剂90～180g，缓冲剂40～60g，导电盐40～60g，稳定剂5～25g和表面活性剂0.1～0.3g。镀液配置完成后调节ph在1～3之间，陈化1～3天后进行操作。

4、作为优选方式，镍盐和铬盐的质量比为1：7，镍盐为氯化镍或硫酸镍中的至少一种，铬盐为氯化铬。

5、作为优选方式，配位剂为柠檬酸钠，氨基乙酸，甲酸钠，尿素中的至少一种。

6、作为优选方式，导电盐为硫酸铵，氯化铵中的至少一种；稳定剂为溴化钾或溴化钠中的至少一种。

7、作为优选方式，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠或edta中的至少一种。

8、作为优选方式，调节镀液ph的试剂为氢氧化钠，氢氧化钾，氨水，硫酸，盐酸中的至少一种。

9、步骤2：将铜箔基材用电镀模具固定后，采用热碱液进行脱脂除油，经水洗后进行酸洗活化。

10、作为优选方式，将碱液温度升至50～80℃后放入铜箔，碱洗浸泡时间为15-30min，酸洗液为体积分数5％～10％硫酸溶液，酸洗活化时间为10-20s。

11、步骤3：采用直流恒电流电沉积方式，以石墨板为阳极，铜箔基材为阴极，阴阳极间距固定为为15cm，进行电镀ni-cr合金。

12、作为优选方式，镀液温度保持在20～40℃之间，电镀时长为45～120s，电流密度在6～15a/dm2，镀液ph为1～3。

13、步骤4：进行高温真空层压和化学蚀刻，制备含ni-cr合金埋嵌电阻。

14、作为优选方式，层压温度为150～220℃，真空度为-0.1～-0.06mpa。

15、作为优选方式，蚀刻采用碱性氯化铜蚀刻液，蚀刻温度为50～70℃，蚀刻时长为3～7min。

16、本发明制备的ni-cr合金埋嵌电阻材料表面主要由山丘状的团簇组成，每个团簇表面由多个小圆球堆砌而成，铬含量在2.19％～13.2％，镍含量为85％～95％，镀层厚度160～450nm，测试表明通过电镀制备ni-cr合金埋嵌电阻具有方阻大，达到89.2ω/sq，阻值不均匀度低，仅为10％，，并且制作工艺简单，易于在印制电路板制造技术领域推广应用。

技术特征：

1.一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于：步骤1中所述镀液体系中，镍盐和铬盐的质量比为1：7～1：2，镍盐为氯化镍或硫酸镍中的至少一种，铬盐为氯化铬；配位剂为柠檬酸钠，氨基乙酸，甲酸钠，尿素中的至少一种；导电盐为硫酸铵，氯化铵中的至少一种；稳定剂为溴化钾或溴化钠中的至少一种；表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于：步骤1中调节镀液ph的试剂为氢氧化钠，氢氧化钾，氨水，硫酸，盐酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于：步骤2中热碱液配方为：10～15g/l氢氧化钠，30～40g/l碳酸钠，25～35g/l十二水磷酸钠，0.4～0.6g/l十二烷基硫酸钠，碱液温度为50～80℃；酸洗液为体积分数5％～10％硫酸溶液。

5.根据权利要求1所述的一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于：步骤3中制备的ni-cr合金，铬含量在2.19％～13.2％，镍含量为85％～95％，镀层厚度160～450nm。

6.根据权利要求1所述的一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于：步骤4中层压温度为150～220℃，真空度为-0.1～-0.06mpa。

7.根据权利要求1所述的一种恒电流电镀ni-cr合金埋嵌电阻材料的方法，其特征在于：步骤4中蚀刻采用碱性氯化铜蚀刻液，具体配方为：110～130g/l氯化铜，40～60g/l氯化铵，150～180ml/l氨水，450～550ml/l超纯水。

技术总结本发明公开了一种恒电流电镀Ni‑Cr合金埋嵌电阻材料的方法，涉及印制电路板制造技术领域。本发明采用与印制电路制造业兼容性强的电镀法在铜箔上沉积Ni‑Cr合金镀层，利用层压和蚀刻工艺制备了含Ni‑Cr合金的埋嵌电阻。RTS‑8型四探针测试表明，该材料制备的埋嵌电阻的方块电阻达到53.1Ω/sq，阻值不均匀度仅5％。本发明制备的埋嵌电阻具有成本低，工艺操作简单等优势，有效改善埋嵌电阻制造过程中阻值不均匀性，适于在印制电路板制造技术领域应用。技术研发人员：王妮,曹宗林,胡文成,孙良奎受保护的技术使用者：电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/5