Propiedades del niquelado químico
Soldabilidad
Soldabilidad de los recubrimientos de niquelado químico
La soldabilidad representa una propiedad funcional relevante para muchas aplicaciones eléctricas y electrónicas, en particular cuando el recubrimiento superficial debe garantizar no solo la protección del material base, sino también la fiabilidad y estabilidad de la unión a lo largo del tiempo.
Los recubrimientos de niquelado químico NIPLATE®, gracias a su composición y uniformidad de deposición, resultan por lo general aptos para la soldadura y la soldadura fuerte, con algunas distinciones importantes ligadas al tipo de recubrimiento y a las condiciones del proceso.
Con la excepción de NIPLATE® 500 PTFE, que por la presencia de partículas poliméricas no está diseñado para aplicaciones soldables, los recubrimientos NIPLATE® tradicionales pueden utilizarse para:
- soldadura fuerte con aleaciones de estaño;
- soldadura por ultrasonidos, en particular para aplicaciones eléctricas y de conexión.
Mecanismo de soldabilidad y factores críticos
La soldabilidad de los recubrimientos de níquel químico está ligada a la capacidad de la superficie de garantizar una humectabilidad adecuada por parte del material de aporte y de mantener dicha propiedad en el tiempo.
Los principales factores que influyen en la calidad de la unión son:
- estado químico de la superficie del recubrimiento;
- presencia de óxidos superficiales de níquel, que pueden formarse con el tiempo o tras tratamientos térmicos;
- tiempo de almacenamiento entre el niquelado y la operación de soldadura;
- tipo de proceso de soldadura (soldadura fuerte, ultrasonidos, inducción).
En el caso de la soldadura fuerte tradicional, por lo general se recomienda el uso de fundentes ácidos (RMA, RA), especialmente cuando la soldadura no se realiza inmediatamente después de la deposición del recubrimiento. La activación química de la superficie permite eliminar o superar posibles capas pasivas de óxido, mejorando la adhesión de la aleación de soldadura.
Aplicaciones típicas: contactos eléctricos y busbar
Un ámbito de aplicación de especial relevancia para la soldabilidad de los recubrimientos NIPLATE® es el de los componentes eléctricos de cobre o aluminio, como contactos, bornes y busbar, en particular en los sectores de automoción y e-mobility.
La soldadura por ultrasonidos de busbar y contactos eléctricos recubiertos permite obtener uniones mecánicamente robustas y de baja resistencia eléctrica, reduciendo el riesgo de defectos de conexión e incrementando la fiabilidad del sistema a lo largo del tiempo.
Recubrimiento dedicado: Niplate Link
Para aplicaciones en las que la soldabilidad a lo largo del tiempo, la resistencia a la corrosión y la repetibilidad industrial son requisitos críticos, Micron ha desarrollado Niplate Link, un tratamiento de niquelado químico específicamente diseñado para componentes eléctricos y de conexión.
Niplate Link es una tecnología propietaria, objeto de una solicitud de patente presentada, optimizada para:
- busbar de cobre;
- contactos y conectores eléctricos;
- componentes destinados a soldadura y soldadura fuerte.
El recubrimiento se basa en una aleación Ni–P optimizada para mantener una superficie soldable, inoxidable y estable en el tiempo, reduciendo el riesgo de oxidación superficial que podría comprometer la calidad de la unión.
En comparación con soluciones galvánicas tradicionales, Niplate Link ofrece:
- uniformidad de espesor incluso en geometrías complejas, sin efecto punta;
- proceso industrial repetible, sin metales costosos;
- compatibilidad con soldadura fuerte y soldadura por ultrasonidos de aleaciones de estaño y aluminio;
- alta resistencia a la corrosión, con prestaciones superiores a 1000 horas en niebla salina neutra (ISO 9227) sobre cobre con espesor ≥ 5 µm.
Estas características hacen que Niplate Link sea especialmente adecuado para aplicaciones en vehículos eléctricos, inversores, battery pack, convertidores de potencia y sistemas de distribución HV, donde la fiabilidad de la conexión eléctrica es un requisito esencial.
Consideraciones sobre tratamientos térmicos y almacenamiento
Un aspecto crítico para la soldabilidad de los recubrimientos de níquel químico es el efecto de los tratamientos térmicos post-deposición. Los tratamientos de endurecimiento pueden generar una capa superficial de óxido de níquel, que reduce la humectabilidad y puede obstaculizar la adhesión de la soldadura.
De forma análoga, incluso en ausencia de tratamientos térmicos, la superficie del níquel químico puede pasivarse con el tiempo debido a la exposición al ambiente.
CONSEJOS TÉCNICOS
- Los tratamientos térmicos de endurecimiento pueden comprometer la soldabilidad; si la función primaria del componente es la soldadura, evaluar cuidadosamente su necesidad real.
- En presencia de superficies oxidadas o pasivadas, utilizar fundentes ácidos adecuados para reactivar la superficie antes de soldar.
- Para aplicaciones soldables estándar, limitar el tiempo de almacenamiento de las piezas niqueladas a pocas semanas.
- Para aplicaciones en las que se requiere soldabilidad estable en el tiempo, valorar el uso de recubrimientos dedicados como Niplate Link.
En conclusión, la soldabilidad de los recubrimientos de niquelado químico depende de una combinación de composición del recubrimiento, estado superficial, tratamientos posteriores y condiciones operativas. Una correcta definición del tratamiento y del proceso de soldadura es fundamental para garantizar uniones fiables y duraderas, especialmente en sistemas eléctricos de alta criticidad.