镍片表面致密的氧化膜极难被普通焊锡丝在熔化时释放出的弱活性焊剂去除,因此必须选择银含量在0.3%~3%之间的低温活性焊锡丝。例如SN63PB37共晶焊锡丝可以在183℃完成润湿,而SAC305的熔点稍高,但银元素可以显着提高在镍基材上的铺展能力。如果强行使用纯锡或低银无铅焊锡丝,不仅要将烙铁温度推至380℃以上,而且会因界面IMC层(Ni?Sn?)生长过快而导致焊点脆裂。
我们的生产线测试发现,对于0.8mm直径松香芯SN63PB37焊锡丝,在烙铁温度320℃下,0.15mm厚镍片的润湿时间必须控制在2.5秒以内,才能保证焊点拉力>25N。一旦超过3秒,就会出现明显的焊球飞溅和焊点发黑现象,这表明普通焊锡丝的助焊剂活性根本不足以持续维持镍表面的还原状态。特别是在连续操作过程中,焊锡渣的积累会进一步恶化润湿效果。
采购时需要注意的是,焊锡丝的外径公差必须控制在±0.02mm以内,因为镍片的引脚间距一般小于0.5mm。如果焊锡丝直径偏差太大,很容易造成送丝堵塞或焊锡输出不稳定。曾因供应商检验不严,混入了一批0.85mm外径焊锡丝,导致自动焊锡机连续三天焊点空洞率超标,达23%。在返工过程中,显微镜观察发现所有有缺陷的焊点底部都有未熔合的裸露镍基板区域。
助焊剂类型比焊锡丝模型更重要。必须选择RMA型松香基助焊剂,而不是免清洗水溶性助焊剂,因为后者残留物中的有机酸会在镍表面形成钝化层。在我们的对比测试中,使用RMA焊锡丝焊接的同批次镍片的平均剪切力为28.6N,而改用水溶性焊锡丝后直接下降到14.2N,并且经过72小时的高温高湿老化后,所有样品都出现了明显的绿锈腐蚀痕迹。
焊接镍片前,必须用320目碳化硅砂纸单向打磨15秒,然后用无水乙醇擦拭。不能使用钢丝刷或超声波清洗,否则会诱发镍晶界氧化。曾经我们错误地对含磷镍片使用超声波清洗,导致回流焊后所有焊点边缘出现毫米级微裂纹。 X射线检查表明裂纹方向与晶粒方向完全一致。




