Spajkalnost

Spajkljivost prevlek kemičnega niklanja

Spajkljivost je pomembna funkcionalna lastnost za številne električne in elektronske aplikacije, zlasti kadar mora površinska prevleka zagotavljati ne le zaščito osnovnega materiala, temveč tudi dolgoročno zanesljivost in stabilnost spoja.

Prevleke kemičnega niklanja NIPLATE® so zaradi svoje sestave in enakomernosti nanašanja na splošno primerne za spajkanje in spajkalno varjenje, pri čemer obstajajo nekatere pomembne razlike, povezane z vrsto prevleke in procesnimi pogoji.

Z izjemo NIPLATE® 500 PTFE, ki zaradi prisotnosti polimernih delcev ni zasnovan za aplikacije, ki zahtevajo spajkanje, se lahko tradicionalne prevleke NIPLATE® uporabljajo za:

• spajkalno varjenje s kositrnimi zlitinami;
• ultrazvočno varjenje, zlasti pri električnih in povezovalnih aplikacijah.

Mehanizem spajkljivosti in kritični dejavniki

Spajkljivost prevlek kemičnega niklja je povezana z zmožnostjo površine, da zagotovi ustrezno omočljivost z dodajnim materialom in ohrani to lastnost skozi čas.

Glavni dejavniki, ki vplivajo na kakovost spoja, so:

• kemijsko stanje površine prevleke;
• prisotnost površinskih oksidov niklja, ki se lahko tvorijo skozi čas ali zaradi toplotnih obdelav;
• čas skladiščenja med niklanjem in postopkom spajkanja;
• vrsta postopka spajanja (spajkanje, ultrazvočno varjenje, indukcijsko spajanje).

Pri mehkem ali trdem spajkanju je na splošno priporočljiva uporaba aktiviranih talil (RMA, RA) ali talil, primernih za nikelj, zlasti kadar spajkanje ne poteka takoj po nanosu prevleke. Kemijska aktivacija površine omogoča odstranitev ali premostitev morebitnih pasivnih oksidnih plasti, s čimer se izboljša oprijem spajkalne zlitine.

Tipične aplikacije: električni kontakti in zbiralke

Posebej pomembno področje uporabe spajkljivih prevlek NIPLATE® so električni komponenti iz bakra ali aluminija, kot so kontakti, sponke in zbiralke, zlasti v avtomobilski industriji in e-mobilnosti.

Ultrazvočno varjenje prevlečenih zbiralk in električnih kontaktov omogoča izdelavo mehansko trdnih spojev z nizko električno upornostjo, s čimer se zmanjša tveganje za napake v povezavah in poveča dolgoročna zanesljivost sistema.

Namenska prevleka: Niplate Link

Za aplikacije, pri katerih so dolgoročna spajkljivost, odpornost proti koroziji in industrijska ponovljivost kritične zahteve, je Micron razvil Niplate Link, postopek kemičnega niklanja, posebej zasnovan za električne in povezovalne komponente (glejte Prevleke NIPLATE®).

Niplate Link je lastniška tehnologija, za katero je bila vložena patentna prijava in ki je optimizirana za:

• bakrene zbiralke;
• električne kontakte in konektorje;
• komponente, namenjene spajkanju in spajkalnemu varjenju.

Prevleka temelji na optimizirani zlitini Ni–P, ki ohranja površino spajkljivo, odporno proti oksidaciji in dolgoročno stabilno, s čimer zmanjšuje tveganje za površinsko oksidacijo, ki bi lahko poslabšala kakovost spoja.

V primerjavi s tradicionalnimi galvanskimi rešitvami Niplate Link zagotavlja:

• enakomernost debeline tudi na kompleksnih geometrijah, brez učinka konice;
• ponovljiv industrijski proces, brez dragih kovin;
• združljivost s spajkanjem z zlitinami na osnovi kositra in z ultrazvočnim varjenjem komponentov iz bakra in aluminija;
• visoko odpornost proti koroziji, z rezultati več kot 1000 ur v nevtralni solni megli (ISO 9227) na bakru z debelino ≥ 5 µm.

Zaradi teh lastnosti je Niplate Link posebej primeren za uporabo v električnih vozilih, razsmernikih, baterijskih sklopih, pretvornikih moči in visokonapetostnih distribucijskih sistemih, kjer je zanesljivost električne povezave bistvena zahteva.

Razmisleki o toplotnih obdelavah in skladiščenju

Kritičen vidik spajkljivosti prevlek kemičnega niklja je učinek toplotnih obdelav po nanosu prevleke. Obdelave za utrjevanje lahko povzročijo nastanek površinske plasti nikljevega oksida, ki zmanjša omočljivost in lahko ovira oprijem spajke.

Podobno se lahko površina kemičnega niklja zaradi izpostavljenosti okolju sčasoma pasivizira tudi brez toplotnih obdelav.

Spajkljivost prevlek kemičnega niklanja je torej odvisna od kombinacije sestave prevleke, stanja površine, naknadnih obdelav in delovnih pogojev. Pravilna opredelitev obdelave in postopka spajanja je ključnega pomena za zagotavljanje zanesljivih in trajnih spojev, zlasti v kritičnih električnih sistemih.