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其他磁体电镀:电沉积高电阻率镍铁系软磁镀层

放大字体  缩小字体发布日期:2012-01-12  浏览次数:1065
其他磁体电镀:电沉积高电阻率镍铁系软磁镀层

   近些年来,随着磁记录元器件的高频化,对用于高频领域的低损耗材料的需求也在增长,并促进了微磁器件的研究和开发,使得以电沉积的方法获得磁性能镀层的技术也有所发展。

   在高频电波信号领域,电磁器件材料的电阻率与表面磁性膜有以下关系:

S=(2p/ωμ)1/2

式中   S——表面磁层厚度;

      p——电阻率;

       ω——频率;

       μ——磁导率。这个关系表现了软磁材料的特殊性能,实际上是软磁体的“趋肤效应”(参见第5章5.3.2.1节)。

   所谓软磁材料是指在较弱的磁场下,易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。这种防料通常要求要较高的电阻率,以使表面能保持良好的软磁性能,这在现代通信电子产品中是很重要的。

   由上述关系式可知,当通过材料的频率增加时,磁层则将减薄。而用传统的铁氯体材料制成的电磁器件不能满足高频率下对器件饱和磁束密度要求小而保铉窭高均要求,从而促进了对新的磁性膜层的开发和研究,结果开发了电沉积磁性薄膜技术。电沉积磁性薄膜技术的商品化最早是由IBM公司于1979年完成的。获得镍铁系软磁镀层的工艺如下:

硫酸镍

130g/L

聚氧乙烯十二烷基醚硫酸钠

0.02g/L

硫酸亚铁

3g/L

二甘醇-3,4-三胺

O~8mg/L

硼酸

25g/L

温度

室温

氯化钠

20g/L

pH值

3

氨基磺酸

3g/L

阴极电流密度

0.5~2A/dm3

这一工艺中,添加剂二甘醇-3,4-三胺有重要作用,当其添加量为0时,在1A/dm2电流密度下镀得的镍铁膜层的电阻率约为25μΩ·cm,随着二甘醇-3,4-=胺量的增加,膜层的电阻率也随之上升,在添加量是4mg/L时,电阻率为75μΩ·cm,当添加量为8mg/L时,则电阻率达到l30μΩ·cm。保持镀层适当的高电阻率是保证镀层具有软磁特性的重要条件。

   但是二甘醇-3,4-三胺的添加对镀层的矫顽力也有影响,当添加量在4mg/L以内时,矫顽力基本上维持在一个较低的水平,当添加量大于4mg/L以后,矫顽力急剧增大。因此,为了达到镀层电阻率、磁导率和矫顽力的平衡,二甘醇-3,4-三胺的添加量以3~4mg/L为合适。矫顽力是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。

   为什么添加二甘醇-3,4-三胺会引起镀层这种性能的变化?研究表明是添加二甘醇-3,4-三胺后的合金共沉积的比例有所改变,铁的含量有所增加,从而增加了镀层的电阻率。

 

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