雙層鎳對可焊性的影響

(蘇州華旃航天電器有限公司，江蘇蘇州，215000)

1 引言

隨著電連接器產品使用范圍越來越廣泛，以及產品的組裝工藝不斷提升，電連接器產品的使用要求也不斷的提高。以焊接式電連接器為例，傳統的安裝方式采用波峰焊，波峰焊的溫度要求為240℃，現在為了提升安裝效率，普遍采用回流焊，回流焊的溫度要求為260℃。

電連接器的環境要求十分嚴格，以插針為例，有硝酸試驗要求、鹽霧試驗等要求。二次電源為器件級模塊化產品，插針作為二次電源模塊最主要的輸入/輸出互連形式，不但要承受模塊本身制造過程中的多次焊接加熱過程，更要保證作為器件引腳，客戶組裝使用模塊時的可焊性。這決定了二次電源插針不同于一般連接器件、更高的可焊性/耐焊性性能要求。

類似電源插針這類產品，一方面要求更高的環境性能，要提高環境性能，就要增加鍍層厚度；另一方面要很好的可焊性要求，可焊性又不允許鍍層過厚；產品在使用時，回流焊的高溫會導致鎳層變色發黃。在這種要求下，電鍍廠家為了同時滿足各類要求，往往采用電鍍性能比較好的化學鍍鎳，為了更好的保證鍍層的結合力，在化學鍍鎳之前都會進行預鍍鎳，行業內部叫“沖擊鎳”。

2 雙層鎳是怎樣產生的

2.1鍍鎳插針普通的電鍍工序為：除油—水洗—電鍍銅—水洗—活化—電鍍鎳。這種方式不會產生雙層鎳，但是產品在回流焊的260℃高溫下會變色：

圖1 回流焊后產品變色

2.2化學鍍鎳的工序：除油—水洗—電鍍銅—水洗—活化—預鍍鎳—水洗—活化—鍍鎳磷。預鍍鎳是采用電鍍，鍍后要進行水洗和活化工序，而鎳在空氣中是極易氧化的，在預鍍鎳與鍍鎳磷工序之間產品放置時間過長，或者鍍鎳磷之前活化不完全，鎳層產生氧化膜，再進行鍍鎳磷工序時，結合力就會大打折扣。

圖2 雙層鎳顯微圖

2.3 雙層鎳的檢測

目前因為雙層鎳都是由“預鍍鎳+化學鍍鎳”情況下才會產生雙層鎳，所以對雙層鎳的檢測就檢驗零件是否是采用化學鍍。在電鍍領域里面，電鍍液一般是不含元素磷的，而化學鍍液里面含有元素磷，從而得出，我們只要測試鍍層成分中是否含有元素磷，就可以判定出該零件是電鍍還是化學鍍了。

檢測方法一般是在鍍層切片上選取幾個點，測試其元素成分，如下圖：

圖3 鍍層切片選取點示意圖

圖4 成分分析圖1

圖5 成分分析圖2

通過對鍍層切片的成分分析，可以看出：其元素成分里面主要是Cu、Ni、Sn，不含有磷，說明這顆零件是采用的是電鍍，而不是化學鍍。

3 雙層鎳的影響

3.1 在回流焊作用下產生分層

插針在如下圖的回流焊工藝中，長時間高溫環境，導致插針鎳層與鎳層之間出現脫落。

圖6 回流焊溫度曲線

圖7 鍍層脫落圖

3.2雙層鎳插針由于其中有一層鎳是化學鍍鎳，如果化學鍍鎳效果達不到設計要求，比如鍍層厚度不符，鍍層結合力不符、鹽霧性能達不到要求等，插針不能進行返鍍，只能做報廢處理。

4 雙層鎳的解決辦法

4.1所有鍍層均為電鍍工藝、禁止使用化學鍍工藝；

4.2為提升鍍錫工藝鍍層結合力、可焊性，使用氨基磺酸鎳/甲基磺酸錫藥浴種類；

4.3電鍍過程中對各鍍層厚度進行測量和質量管控。