برگردان:
جواد یوسفی
شرکت سیلوریون
سوال: متخصصان آبکاری هنگام کار با آبکاری طلا برای اتصالات الکتریکی چه نکاتی را باید در نظر داشته باشند؟
جواب: طلا یک پایان اصلی برای اجزای الکتریکی بخصوص در پیشرفت های کوچک سازی الکترونیک بوده و است. یكی از مزایای اصلی پوشش طلا، اتمام كار است كه هم دارای رسانی خوب و هم مناسب برای لحیم کاری است. هنگام لحیم کاری اجزای پوشش طلا ، ملاحظات مهم مختلفی را باید بخاطر بسپارید که مهمترین آنها ضخامت ، خلوص و شیمی زیر لایه است.
ضخامت آبکاری
ضخامت پوشش طلا یک اصل مهم و اغلب مفهوم اشتباه برای لحیم کاری طلا است. در لحیم کاری طلا ، پیوند فیزیکی بین لایه زیرین نیکل و خود لحیم کننده است ، و لایه طلا به عنوان یک مانع برای کمک به حفظ لحیم کاری از لایه نیکل است. ضخامت طلای معمول برای لحیم کاری در محدوده 10-30 میکرواینچ است تا از محافظت کافی در برابر اکسیداسیون و حفظ خیس شدن برخوردار باشد در حالی که باید هزینه تمام شده را تا حد ممکن به صورت رقابتی نگه دارد.
هنگام لحیم کاری ، طلا از طریق نفوذ در لحیم حل می شود. با رسوبات سنگین تر طلا ، آلیاژهای طلای بیشتری در داخل اتصال لحیم تشکیل می شوند. طلا با لحیم کاری در فرآیند نفوذ واکنش می دهد و یک ملغمه بین فلزی طلا ایجاد می کند. اگر طلای موجود در لحیم کاری بیشتر از 3٪ از نظر جرم باشد ، اتصال لحیم کاری می تواند جلا پیدا کند به خصوص در اتصالات تحت فشار پویا یا گرمایی و باعث خرابی مفصل شود. سطح ناخالصی و ضخامت طلا ارتباط مستقیمی دارند ، بنابراین ضخامت طلا باید بین محافظت در برابر خوردگی / اکسیداسیون ، طول عمر چرخه تماس و قابلیت لحیم پذیری متعادل شود.
خلوص
خلوص هر دو لایه طلا و لایه زیرین برای دستیابی به قابلیت لحیم کاری مطلوب بسیار مهم است. برای آبکاری طلا، به حداقل رساندن ناخالصی های آلی از طریق نگهداری مناسب مخزن ضروری است. ناخالصی های آلی که به لایه آبکاری وارد می شوند ، می توانند در لحیم کاری تداخل ایجاد کرده و باعث سوراخ شدن یا خالی شدن سوراخ در لحیم شوند. طلای نرم با خلوص 9/99٪ معمولاً طلای ارجح تری برای کاربردهای اتصال یا لحیم کاری است. در حالی که طلای سخت شده با نیکل یا کبالت می تواند به خوبی لحیم شده و مقاومت در برابر سایش را در سطوح تماس بهبود بخشد ، اما خلوص طلای سخت نیاز به محافظت از طریق آنالیز به موقع و نگهداری مخزن دارد.
خلوص نیکل نیز حیاتی است ، زیرا این لایه به عنوان لایه پیوند دهنده عمل می کند. برای لحیم کاری نیکل ، نیکل با خلوص بالاتر منجر به لحیم کاری بهتر می شود. شرکتهای آبکاری اغلب از یک لایه نیکل براق مانند نیکل واتس براق یا نیکل بر پایه سولفات استفاده می کنند تا در ازای قابلیت لحیم پذیری ، براقیت خوبی داشته باشند.
در عوض ، از یک لایه آبکاری شده نیکل سولفامات مهندسی شده به عنوان زیرین برای آبکاری طلا ، از جمله برای کاربردهای لحیم کاری استفاده کنید. این سیستم نیکل عاری از مواد آلی رسوب داده شده است که می توانند در حین لحیم کاری از بین برود یا متغیر باشد، در نتیجه باعث ایجاد حفره در اتصال لحیم می شود.
یکی دیگر از پوشش های زیرین معمول برای آبکاری طلا، نیکل الکترولس است. در حالی که آبکاری نیکل الکترولس – تحمل های شدید ، دامنه های رسوبی زیاد ، محافظت در برابر خوردگی و نرمی – مزایای بسیاری دارد ، این ماده فسفر را به همراه نیکل روی سطح رسوب می دهد. فسفر به عنوان ناخالصی عمل می کند و می تواند مانع لحیم کاری شود. هنگام تعیین رسوبات نیکل الکترولس ، یک نیکل الکترولس فسفر متوسط می تواند با حفظ قابلیت لحیم پذیری ، نکات مثبت نیکل الکترولس را متعادل کند.
فرآیند لحیم کاری
هنگام طراحی فرآیند لحیم کاری برای قطعات با پوشش طلا ، لازم به یادآوری است که اتصال لحیم کاری بین لحیم و نیکل تشکیل می شود. بنابراین ، هنگام انجام چندین عملیات لحیم کاری یا لحیم کاری مجدد ، به مواد تکمیل کننده باید زمان اضافی اختصاص داده شود تا زمان کافی برای اتصال لحیم کاری به نیکل فراهم شود. علاوه بر این ، به جای استفاده از شار معمول که فقط کلوفین در پوشش های طلای بسیار نازک که به طور قابل توجهی پیر شده اند ، یک شار فعال ملایم (RMA) رزین می تواند به از بین بردن اکسیدهای نیکل که از طریق لایه طلا به سطح نفوذ یافته اند کمک کند.
میکروالکترونیک
با افزایش میکروالکترونیک های پیشرفته لحیم کاری به پوشش طلا ، بیشتر و بیشتر شیوع می یابد. درک فرآیند لحیم کاری به طلا و طراحی اتمام سطوح برای ایجاد محکم ترین و مقرون به صرفه ترین کار ممکن ، بیش از هر زمان دیگری مهم است. پوشش طلای ایده آل باید در برابر خوردگی و عملکرد سایش با قابلیت لحیم پذیری تعادل ایجاد کند تا از بهترین طراحی ممکن اطمینان حاصل شود.
منبع:
- MATT LINDSTEDT” Gold Plating for Electronics” Products Finishing Mag, pp 28-29, JANUARY 2021.
