О паяемости химически осаждённого никеля
Вопрос.
Подскажите, пожалуйста! Имеется две детали (втулки) материал деталей одинаковый Д16Т покрытие одинаковое – хим. никель 2-3 мкм, но изготовители разные. Одна деталь паяется оловянным припоем замечательно, несмотря на долгое хранение в обычной атмосфере, а другая деталь практически не паяется! В чем причина?
И подскажите, покрытие хим. никель вообще должно паяться, и что нужно сделать для улучшения пайки по хим. никелю? (активные флюсы использовать нельзя!)
Ответ.
Причин, которые приводят к низкой паяемости, несколько. Одна из вероятных причин заключается в различной концентрации фосфора в химически осаждённом никеле. Дело в том, что в зависимости от содержания фосфора химический никель имеет различную структуру. Так, при содержании фосфора до 7% покрытие представляет собой пересыщенный твёрдый раствор фосфора в никеле и имеет явное кристаллическое строение. При большем содержании фосфора (от 7 до 12%) структура никелевого слоя приобретает аморфную форму. По мере дальнейшего увеличения фосфора в покрытии могут образовываться фосфиды никеля Ni3P и Ni2P, которые имеют плохую паяемость – припой не смачивает поверхность фосфидов и скатывается с нее.
Содержание фосфора в химическом никеле зависит состава раствора химического никелирования и режимов нанесения покрытия.
Для установления истинной причины плохой паяемости изделий одного из производителей необходимо провести соответствующие анализы и сопоставить результаты. Помимо анализа кристалло-химического строения покрытия нужно проверить толщину никелевого покрытия и его пористость.
Если при никелировании алюминиевого сплава применялась цинкатная обработка, то при наличии пористости никеля или его слишком тонком слое цинк может диффундировать в припой, что очень опасно для оловянных покрытий.
Для повышения паяемости химически осаждённых никелевых покрытий в электронной промышленности (производство печатных плат) поверх химического никеля наносят тонкий слой (~ 0,1 мкм) иммерсионного золота, палладия, серебра или олова. Иммерсионные покрытия имеют защитную функцию. В процессе нанесения иммерсионного покрытия в результате контактного обмена поверхность никеля растворяется и активируется. Взамен растворившегося никеля на поверхности осаждается защитный слой контактного металла. В процессе пайки тонкий, контактно осаждённый слой, растворяется в припое. В этом случае при пайке припой смачивает чистую активную (не окислённую) поверхность никеля, не имевшего контакта с атмосферой.
Последняя часть вопроса, о том, что должен ли химический никель паяться, кажется странной. Конечно, должен! Он и наносится для облегчения пайки. Тем более что хим. никель от одного из производителей у вас паяется.
29.12.2014