Плотную оксидную пленку на поверхности никелевого листа чрезвычайно трудно удалить слабоактивным флюсом, выделяемым обычной припойной проволокой при плавлении, поэтому необходимо выбирать низкотемпературную активную припойную проволоку с содержанием серебра от 0,3% до 3%. Например, эвтектическая припойная проволока SN63PB37 может полностью смачиваться при температуре 183°C, тогда как SAC305 имеет немного более высокую температуру плавления, но элемент серебра может значительно улучшить способность к растеканию на никелевых подложках. При принудительном использовании бессвинцовой припоя из чистого олова или с низким содержанием серебра температура паяльника не только должна быть поднята выше 380°C, но также может возникнуть хрупкое растрескивание паяных соединений из-за слишком быстрого роста интерфейсного слоя IMC (Ni?Sn?).
Испытания нашей производственной линии показали, что для паяльной проволоки SN63PB37 с канифольным сердечником диаметром 0,8 мм при температуре паяльника 320°C время смачивания никелевых листов толщиной 0,15 мм должно контролироваться в течение 2,5 секунд, чтобы обеспечить усилие натяжения паяного соединения >25 Н. Как только оно превысит 3 секунды, произойдет очевидное разбрызгивание шариков припоя и почернение паяного соединения, что указывает на то, что активность флюса обычной припойной проволоки принципиально недостаточна для постоянного поддержания восстановленного состояния поверхности никеля. Особенно во время непрерывной работы накопление окалины припоя еще больше ухудшает эффект смачивания.
При покупке следует учитывать, что допуск внешнего диаметра припоя должен контролироваться в пределах ±0,02 мм, поскольку расстояние между контактами никелевых листов обычно составляет менее 0,5 мм. Если отклонение диаметра припойной проволоки слишком велико, это может легко привести к застреванию проволоки в подаче или нестабильному выходу припоя. Однажды из-за небрежной проверки поставщика к нам попала партия паяльной проволоки с внешним диаметром 0,85 мм, в результате чего в автоматическом паяльном аппарате в течение трех дней подряд уровень пустот в паяных соединениях составлял 23%. Во время доработки микроскопическое наблюдение показало, что все дефектные паяные соединения имели незаплавленные открытые участки никелевой подложки внизу.
Тип флюса более важен, чем модель припоя. Вместо не требующего очистки водорастворимого флюса следует выбирать канифольный флюс типа РМА, так как в остатках последнего органические кислоты образуют пассивирующий слой на поверхности никеля. In В наших сравнительных испытаниях среднее усилие сдвига одной и той же партии никелевых листов, припаянных с помощью припоя RMA, составляло 28,6 Н, тогда как после перехода на водорастворимую припойную проволоку оно сразу же упало до 14,2 Н, и после 72 часов старения при высокой температуре и высокой влажности на всех образцах появились очевидные следы коррозии зеленой ржавчины.
Перед пайкой никелевых листов их необходимо отполировать в одном направлении наждачной бумагой из карбида кремния с зернистостью 320 в течение 15 секунд, а затем протереть безводным этанолом. Нельзя использовать стальные проволочные щетки или ультразвуковую очистку, в противном случае будет вызвано окисление границ зерен никеля. Однажды мы по ошибке применили ультразвуковую очистку фосфорсодержащих никелевых листов, в результате чего после оплавления по всем кромкам паяных соединений появились микротрещины миллиметрового размера. Рентгеновский контроль показал, что ориентация трещины полностью соответствовала ориентации зерна.
