Leiterplattentechnisch - Was ist der Zweck der Vernickelung (Ni) auf Leiterplatten?

The following will introduce the purpose of nickel (Ni) plating on Leiterplatten:

"Nickel" wird im Englischen [Nickel] genannt, und das chemische Element-Symbol ist [Ni]. Aufgrund seiner ausgezeichneten physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften hat "Nickel" viele Anwendungen im Maschinenbau und in der Industrie, wie Korrosionsschutz, Erhöhung der Anwendung von Härte, Abriebfestigkeit und Magnetismus. Es wird hauptsächlich in Legierungsformulierungen wie Nickelstahl, Nickelchromstahl, Nickelkupfer usw. verwendet, um seine Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit zu erhöhen. Wegen seiner guten Oxidationsbeständigkeit wurde es in den frühen Tagen oft verwendet, um Geld zu verdienen.

Die sogenannte gute Antioxidation von Nickel? Besondere Anmerkungen sind hier erforderlich. In der Tat ist die Aktivität von "Nickel" selbst zu "Sauerstoff" ziemlich hoch, das heißt, "Nickel" selbst ist auch leicht zu oxidieren, aber wegen der Oxide (NiO, Ni(OH) 2) Es hat eine ausgezeichnete Feinheit und kann einen Film bilden, um sich selbst von anhaltendem Kontakt mit der Luft zu isolieren, so dass es Oxidation widerstehen kann, Das bedeutet, dass Nickel sich selbst oxidiert, um einen Schutzfilm zu bilden, bevor es sich schützen kann und das untere Metall von Yu weiter oxidiert.

Daher, "Nickel" wird häufig für die Galvanik auf anderen Metalloberflächen verwendet, um das darunterliegende Metall vor Luftkontakt zu schützen und Oxidation zu verursachen. Allerdings, die Überzugsschicht muss "fehlerfrei" sein. Bis zu einem gewissen Grad an Schutz, im frühen Vernickelungsprozess, weil der Prozess nicht sehr ausgereift ist, kleine Löcher treten häufig auf, so dass das darunter liegende Metallmaterial unter der Beschichtungsschicht nicht vollständig abgedichtet werden kann, resultierend in der Oxidation des darunterliegenden Metalls nach dem Vernickeln. Das Problem, und die aktuelle PCB-Vernickelung Prozess ist von Tag zu Tag reif geworden, Normalerweise wird dem Plattierungsbad ein Lochdichtungsmittel hinzugefügt, um das Problem der Porosität zu lösen.

Neben dem Effekt, Oxidation auf der Metalloberfläche zu verhindern, kann die Vernickelung auch die folgenden mechanischen Eigenschaften verbessern:

1. Zugfestigkeit

2. Verlängerung

3. Härte

4. Interne Beanspruchung (intern)

5. Müdigkeit

6. Wasserstoffversprödung

Darüber hinaus hat Vernickeln auch eine gute Beständigkeit gegen chemische Korrosion und wird häufig in der Chemie-, Erdöl-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet, um Korrosion zu verhindern, Produktkontamination zu verhindern und Produktreinheit zu erhalten. Es ist jedoch zu beachten, dass, wenn der Nickeloxid-Schutzfilm von der Chloridlösung eindringt, es Lochkorrosion bildet. Im Allgemeinen wird die Vernickelungsschicht in neutralen oder alkalischen Lösungen nicht zu problematisch sein, aber die meisten Probleme werden angetroffen. Mineralien werden korrodiert.

Der Hauptzweck der Beschichtung von "Nickel" auf der ENIG-Leiterplatte (Nickel Immersion Gold) besteht darin, die Migration und Diffusion zwischen Kupfer und Gold als Barriereschicht und Korrosionsbeständigkeit zu verhindern. Die Schutzschicht schützt die Kupferschicht vor Oxidation und kann auch verhindern, dass die Leitfähigkeit und Lötbarkeit reißen. Entsprechend den Empfehlungen von IPC-4552 auf ENIGs Vernickelung, Ihre Dicke muss mindestens 3µm (Mikrometer)/118µ" betragen, um eine Schutzwirkung zu erzielen. Beim Löten oder SMT Reflow wird die Nickelschicht mit dem Zinn in der Lötpaste zu einer intermetallischen Verbindung Ni3Sn4 (IMC, InterMetallic Compound) verschmelzen. Obwohl die Festigkeit dieses IMC nicht so stark ist wie die der OSP-Oberflächenbehandlung, reicht das erzeugte Cu6Sn5 bereits aus, um die Anforderungen der meisten aktuellen Produkte zu erfüllen.

Um eine bestimmte mechanische Festigkeit für die Stifte elektronischer Teile zu erreichen, wird häufig anstelle von "reinem Kupfer" als Substrat "Messing" verwendet. Da Messing jedoch eine große Menge an "Zink" enthält, wird es die Lötbarkeit stark behindern, so dass es nicht möglich ist, Zinn direkt auf das Messing zu platten, und eine Schicht "Nickel" muss als Barriereschicht plattiert werden. Um die Aufgabe des Schweißens erfolgreich zu erfüllen.

Bitte beachten Sie: Blechen Sie Zinn nicht direkt auf die Messingoberfläche, da das Messing eine Kupfer-Zink-Legierung ist, sonst schält sich das Kupfer direkt nach dem Umschmelzen ab und es wird zu falschem Schweißen kommen.

Ist es möglich, das Vernickeln direkt zum Löten zu verwenden? Die Antwort ist im Grunde nein, weil "Nickel" auch in der atmosphärischen Umgebung sehr einfach passivierbar ist (Passivierung) und es auch einen extrem negativen Einfluss auf die Lötbarkeit hat, so dass im Allgemeinen eine Schicht aus reinem Zinn auf der Außenseite der Nickelschicht plattiert wird. Verbessern Sie die Lötbarkeit der Teilefüße. Es sei denn, die Verpackung der fertigen Teile kann sicherstellen, dass die Luft isoliert wird, und der Benutzer kann sicherstellen, dass die Nickelschicht vor dem Schweißen nicht oxidiert wird, sobald die Nickelschicht oxidiert ist, selbst wenn sie geschweißt wird, wird ihre Schweißfestigkeit weiter verschlechtern und schließlich brechen.

Um die Migration und Diffusion von Zink und Zinn in Messing zu verhindern, entscheiden sich einige Menschen zusätzlich zur Vorplattierung einer Nickelschicht auch für die Vorplattierung von reinem Kupfer als Barriereschicht und Schutzschicht gegen Korrosion., Und dann verzinnt, um die Lötfähigkeit zu stärken.

Es ist üblich, dass einige verzinnte Teile oxidieren, nachdem sie für einen bestimmten Zeitraum platziert wurden. Die meisten von ihnen werden durch kein vorgeschichtetes Kupfer oder Vornickel verursacht, oder die Dicke der vorgeschichteten Schicht reicht nicht aus, um die oben genannten Probleme zu verhindern.

Wenn der Zweck des Verzinnens ist, das Lot zu stärken, wird im Allgemeinen eine matte Verzinnung anstelle einer hellen Verzinnung empfohlen.

Entsprechend den Anforderungen von IPC4552, die Dicke der Goldschicht von ENIGPCB circuit board is recommended to fall between 2µ"～5µ" (0.05µm～0.125µm), and the thickness of the chemical nickel layer should fall between 3µm(118µ")～6µm(236µ") .