DE2700987B1 - Verfahren zur chemischen abscheidung von nickel-phosphor-legierungsschichten - Google Patents

Description

• Außerdem verhindert die für eine gleichmäßige und gute Beschichtung geeignete, geringe Stabilisatormenge zuverlässig den Zerfall des in definierten Mengen zudotierten Nickelsalzes, trotz der sonst viel zu hohen Hypophosphitkonzentration. Unter deren Einfluß scheidet sich das Nickel sofort ab. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sich durch die erfindungsgemäße Zudosierung ein streng gesetzmäßiger Aufbau der Schicht auf jeden gewünschten Widerstandswert erreichen läßt, Die Erfindung wird anhand eines Beispieles näher erläutert Es wird ein Bad, bestehend aus 30 g NaH2PO2 20ml Milchsäure 30g H3BO3 auf 3 Liter entionisiertes Wasser aufgefüllt und auf 90"C erhitzt. In dieses Bad werden die bekeimten Widerstandsträgerkörper geschüttet und 0,01 g/sec NiSO4 .6 6
• zugegeben. Der pH-Wert des Bades wird durch Natronlauge konstant gehalten (z. B. pH = Die Behandlungsdauer der Trägerkörper im Bad hängt vom gewünschten Vorwert des elektrischen Widerstandes ab und liegt in der Größenordnung von 1,5 Stunden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur chemischen Abscheidung von Nickel-Phosphor-Legierungsschichten auf einem Trägerkörper mit einer katalytischen Oberfläche aus einem autokatalytischen, wäßrigen Bad, das ein Nickelsalz, ein Hypophosphit und ein den pH-Wert regelndes Mittel enthält und das bei erhöhter Temperatur betrieben wird, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß das Bad ohne das Nickelsalz angesetzt und das Nickelsalz erst nach den bekeimten Trägerkörpern in definierten Mengen dem Bad zudosiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickelsalz in Mengen von 0,01 Gramm pro Sekunde dem wäßrigen Bad zudosiert wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß impulsweise dosiert wird.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Abscheidung von Nickel-Phosphor- Legierungsschichten auf einem Trägerkörper mit einer katalytischen Oberfläche aus einem autokatalytischen, wäßrigen Bad, das ein Nickelsalz, ein Hypophosphit und ein den pH-Wert regelndes Mittel enthält und das bei erhöhter Temperatur betrieben wird.

   Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DT-OS 25 19238 bekannt. Dort und bei den aus G. G.

   G a w r i low »Chemische (stromlose) Vernickelung«, Eugen G. Lenze Verlag, Saulgau, 1974, bekannten Verfahren handelt es sich um Bäder, bei denen die Nickel ionen liefernde Verbindung und das Reduktionsmittel von vorneherein in gelöster, stabilisierter Form vorhanden sind.

   Von nach bekannten Verfahren beschichteten elektrischen Widerständen ist bekannt, daß der Temperaturkoeffizient des Widerstandes eine Funktion des aus dem Bad in die Widerstandsschicht eingebauten Phosphors ist. Ein höherer Phosphorgehalt ergibt einen kleineren Temperaturkoeffizienten des Widerstandes. Da niedrige Temperaturkoeffizienten erwünscht sind, hat man durch Senkung des pH-Wertes die Möglichkeit, den Phosphorgehalt zu erhöhen. Andererseits bedingt eine Erniedrigung des pH-Wertes jedoch eine Erniedrigung der Abscheidungsgeschwindigkeit bis zu bei der Widerstandsfertigung unwirtschaftlichen Werten. Eine andere Möglichkeit, mehr Phosphor in die Widerstandsschicht einzubauen, besteht in der Erhöhung des Hypophosphitgehaltes. Je höher das Molverhältnis Ni2+ : H2PO2-ist, desto niedriger ist der Phosphorgehalt der Legierungsschicht und umgekehrt Je höher die Konzentration der Hypophosphitionen ist, desto größer ist jedoch die Gefahr des spontanen Zerfalles der Badlösung, wenn kein Stabilisator verwendet wird.

   Aus der DT-AS 1942917 ist ein Molverhältnis Ni2+ :(H2PO2)-von 0,4 bekannt Dies entspricht dem Maximum der in Abb. 9, Seite 38 der obengenannten Literaturstelle G. G. G a w r i 10 w dargestellten Abhängigkeit der Niederschlagsgeschwindigkeit vom Molverhältnis Ni2+ zu Hypophosphit.

   Stabilisatoren verhindern zwar den drohenden, spontanten Badzerfall; sie senken oft aber gleichzeitig die Niederschlagsgeschwindigkeit erheblich.

   Aus der US-PS 35 22 086 ist ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Widerständen durch stromlose Abscheidung von Nickel-Phosphor- Legierungen mit 5 bis 1646 Phosphor bekannt, wobei Widerstandsschichten mit Flächenwiederständen von 0,5 Ohm bis 500 kilo Ohm und Temperaturkoeffizienten von 1 100. 10-6 /Grad erhalten werden. Die Metallisierung erfolgt dort mit Hilfe eines Bades, das bereits alle für die stromlose Abscheidung erforderlichen Komponenten enthält, so daß die eingangs genannten Eigenschaften bezüglich Abscheidungsgeschwindigkeit und Temperaturkoeffizient zu erwarten sind.

   Aus der US-PS 35 77 276 ist ein analoges Verfahren zur Herstellung von elektrischen Schichtwiderständen bekannt. Der Unterschied zur US-PS 35 22 086 ist lediglich in der Vorbehandlung der zu beschichtenden Trägerkörper zu sehen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur mit hoher Abscheidungsgeschwindigkeit ablaufenden chemischen Abscheidung von Nickel-Phosphor- Legierungsschichten für elektrische Widerstandsschichten mit kleinem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes anzugeben, bei dem mit sonst nicht erreichbaren Hypophosphitüberschuß gearbeitet werden kann, wodurch wesentlich mehr Phosphor in die Widerstandsschicht eingebaut werden kann, ohne mit einem spontanen Badzerfall rechnen zu müssen.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bad ohne Nickelsalz angesetzt und das Nickelsalz erst nach den bekeimten Trägerkörpern in definierten Mengen dem Bad zudosiert wird. Vorzugsweise wird das Nickelsalz in Mengen von 0,01 Gramm pro Sekunde impulsweise dem wäßrigen Bad zudosiert Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß infolge des sonst nicht erreichbaren Hypophosphitüberschusses wesentlich mehr Phosphor in die Nickel-Phosphor-Legierungsschicht eingebaut werden kann, wodurch der Temperaturkoeffizient des Widerstandes sehr klein wird.

   Dadurch, daß im Bad keine Nickelionen vorhanden sind, ist auch keine spontane Zersetzung zu befürchten.