Soudabilité

Soudabilité des revêtements de nickelage chimique

La soudabilité constitue une propriété fonctionnelle importante pour de nombreuses applications électriques et électroniques, en particulier lorsque le revêtement de surface doit garantir non seulement la protection du matériau de base, mais aussi la fiabilité et la stabilité de l’assemblage dans le temps.

Les revêtements de nickelage chimique NIPLATE®, grâce à leur composition et à l’uniformité du dépôt, sont généralement adaptés au soudage et au brasage, avec toutefois des distinctions importantes liées au type de revêtement et aux conditions de procédé.

À l’exception du NIPLATE® 500 PTFE, qui, en raison de la présence de particules polymériques, n’est pas conçu pour des applications soudables, les revêtements NIPLATE® traditionnels peuvent être utilisés pour :

• le brasage avec des alliages d’étain ;
• le soudage par ultrasons, en particulier pour les applications électriques et de connexion.

Mécanisme de soudabilité et facteurs critiques

La soudabilité des revêtements de nickel chimique est liée à la capacité de la surface à assurer une mouillabilité adéquate par le métal d’apport et à conserver cette propriété dans le temps.

Les principaux facteurs influençant la qualité de l’assemblage sont :

• l’état chimique de la surface du revêtement ;
• la présence d’oxydes superficiels de nickel, pouvant se former avec le temps ou à la suite de traitements thermiques ;
• le temps de stockage entre le nickelage et l’opération de soudage ;
• le type de procédé de soudage (brasage, ultrasons, induction).

Dans le cas du brasage traditionnel, il est généralement recommandé d’utiliser des flux acides (RMA, RA), en particulier lorsque le soudage n’est pas réalisé immédiatement après le dépôt du revêtement. L’activation chimique de la surface permet d’éliminer ou de franchir d’éventuelles couches passives d’oxyde, améliorant l’adhérence de l’alliage de brasage.

Applications typiques : contacts électriques et busbar

Un domaine d’application particulièrement important pour la soudabilité des revêtements NIPLATE® est celui des composants électriques en cuivre ou en aluminium, tels que les contacts, les bornes et les busbar, notamment dans les secteurs automobile et e-mobility.

Le soudage par ultrasons de busbar et de contacts électriques revêtus permet d’obtenir des assemblages mécaniquement robustes et à faible résistance électrique, réduisant le risque de défauts de connexion et augmentant la fiabilité du système dans le temps.

Revêtement dédié : Niplate Link

Pour les applications où la soudabilité dans le temps, la résistance à la corrosion et la répétabilité industrielle sont des exigences critiques, Micron a développé Niplate Link, un traitement de nickelage chimique spécifiquement conçu pour les composants électriques et de connexion (voir Les revêtements NIPLATE®).

Niplate Link est une technologie propriétaire, faisant l’objet d’une demande de brevet déposée, optimisée pour :

• les busbar en cuivre ;
• les contacts et connecteurs électriques ;
• les composants destinés au soudage et au brasage.

Le revêtement est basé sur un alliage Ni–P optimisé afin de maintenir une surface soudable, inoxydable et stable dans le temps, en réduisant le risque d’oxydation superficielle susceptible de compromettre la qualité de l’assemblage.

Par rapport aux solutions galvaniques traditionnelles, Niplate Link offre :

• une uniformité d’épaisseur y compris sur des géométries complexes, sans effet de pointe ;
• un procédé industriel répétable, sans métaux coûteux ;
• la compatibilité avec le brasage et le soudage par ultrasons d’alliages d’étain et d’aluminium ;
• une haute résistance à la corrosion, avec des performances supérieures à 1000 heures en brouillard salin neutre (ISO 9227) sur cuivre avec une épaisseur ≥ 5 µm.

Ces caractéristiques rendent Niplate Link particulièrement adapté aux applications dans les véhicules électriques, onduleurs, battery packs, convertisseurs de puissance et systèmes de distribution HV, où la fiabilité de la connexion électrique est une exigence essentielle.

Considérations sur les traitements thermiques et le stockage

Un aspect critique pour la soudabilité des revêtements de nickel chimique est l'effet des traitements thermiques post-dépôt. Les traitements de durcissement peuvent générer une couche superficielle d'oxyde de nickel, qui réduit la mouillabilité et peut entraver l'adhérence du soudage.

De même, même en l’absence de traitements thermiques, la surface du nickel chimique peut se passiver au fil du temps en raison de l’exposition à l’environnement.

En conclusion, la soudabilité des revêtements de nickelage chimique dépend d’une combinaison de composition du revêtement, état de surface, traitements ultérieurs et conditions opératoires. Une définition correcte du traitement et du procédé de soudage est fondamentale pour garantir des assemblages fiables et durables, en particulier dans les systèmes électriques à haute criticité.