关键词：镀金；连接器（排针）；波峰焊；焊接质量
1 引言
排针，它作为连接器构成类型里很特别的一种，其英文称呼是Pin Header ，该种连接器在电子领域、电器方面以及仪表对应的 PCB 电路板里有着极为广泛的运用，它所具备的作用是，在电路内部出现被阻断的位置或者有孤立不通的电路相互之间的时候，发挥出如同桥梁般的功能，承担起电流或者信号进行传输的任务，一般情况下会和排母配合起来使用，从而形成板对板的连接，或者和电子线束端子一起配套运用，达成板对线的连接，也能够单独用于板与板的连接 。
2 异常原因及失效机理分析
连接器的基底材料为铜合金，其表面镀层是金及合金，原因在于这些全是惰性金属，不仅电导率低，还与基体材料具备良好的附着性，能够保护基体材料不被腐蚀，并且电阻率性能优越。此处涉及两款工艺产品，甲款和乙款，它们均为铜 + 镍 + 金镀层结构。
于相同条件的生产环境当中，同时运用甲、乙这两个厂家所生产的制品，然而单独只是甲厂家那边出现了浮高异常的状况。
2.1 设备
对波峰焊助焊剂喷雾速率展开排查，结果显示并无异常。接着排查锡炉高度，未发现异常状况。再排查波峰高度，也是无异常。然后排查浸锡时间，同样无异常。并且数据调试匹配值表现较好。波峰焊的运输链条运行平稳，没有发现异常抖动现象，运输链速符合工艺文件所规定的要求。进行上线验证时，未发现排针存在未插装到位的情形。在排查设备原因之后，故障却并未消失，设备制程影响并非是导致器件批量浮高的关键因素。
2.2 PCB板孔径
对于该款针座所要使用的PCB板，一共有两款。在这里所进行的钻孔，是正常那种圆形的孔。其中A款图纸所要求的开孔尺寸是1.00mm，而B款图纸所要求的开孔直径则是0.90mm。那排针针芯尺寸是0.64±0.05 mm，所使用的板子孔径全都达到了0.96 mm之上，两端针芯跟PCB孔位没做结构收缩处理，理论来讲孔径过大将会加剧元器件波峰焊接异常浮高，实际生产进程当中甲厂家针座于AB两款PCB板都出现了浮高异常，乙厂家针座于AB两款PCB板生产进程均未出现浮高异常，经过对比分析孔径并非此次浮高异常的关键影响因素。
2.3 针座结构差异
历经对甲厂家与乙厂家排针重量予以对比，察觉到两款排针的重量近乎相近，不存在显著的异常状况。
甲厂家与乙厂家结构经对比后发现，两款排针当中，底部针槽开口尺寸是存在差异的，甲厂家这一头的开口尺寸比之乙厂家的开口尺寸要更大一些，于波峰焊接进程里，其波峰上涌时热量所产生的影响时间会更长，经过试验对比能够发现，在同等条件之下做波峰焊接，甲厂家针芯滑针的情况会更为严重（针芯受热致使注塑件热胀冷缩，二者保持力下降进而出现滑针现象），各自抽取10 pcs异常批次波峰焊接之后去测试针芯保持力，结果均是符合标准要求的，故障排针的浮高是整体的浮高，借助对上锡异常品开展金相分析，并未发现出现受热滑针后所出现的长短针问题，对此项视为非关键影响原因进行分析 。数据如下：
端子跟塑壳之间，保持力的推力速度大概是25毫米每分钟，测试的时候，力是按照从上往下推的方向，也就是下图所展示的方向，施加的力是PH2.54且大于等于800克每引脚，力是不允许出现位移的。
对两款针座开展测试，对注塑件材料进行测试，测试过程中，发现甲厂家的注塑件材质，与乙厂家的注塑件材质不存在差异，二者均为PBT，所使用的测试设备是傅里叶红外光谱仪。
对甲乙两厂家的物料，各抽取 20 pcs 去进行可焊性实验，实验过后，乙厂家制品的上锡质量，均未曾出现异常情况，然而甲厂家的物料，却有 2 pcs 出现了上锡异常现象，具体表现为润湿状况较差，存在明显的拒锡区域，并且上锡不良 。
可焊性的条件是，锡炉温度为250℃，上锡时间是2s，助焊剂的厂家是同某进口成熟厂家品牌。为了避免受到焊接温度以及焊接时长对实验结果的影响进行调整，调整为260℃，过炉4s，此为模拟波峰焊接条件，试验之后故障批次仍旧发现有2pcs上锡不良的异常品。
在放大镜之下查看，甲厂家上锡不良的样品顶部针芯位置，其呈现出来的颜色，相较于正常的产品而言，是偏向更深的，经初步的一番分析，镀层存在着氧化污染的状况，针对还没有上线且有着异常批次的制品展开排查，结果发现同样是存在着镀层损伤的情形。所以由此进行分析呀，波峰焊接据锡会引发排针浮高的情况。
分析得出的结论是：甲厂家排针的镀金层存在着氧化污染的状况，并且还存在镀层脱落的现象，在波峰焊接过程当中出现了据锡，进而导致排针整体浮高。为了能够进一步去了解现象差异的原因，组织了甲乙两个镀层情况的对比，进行镀金厚度测试（当时的镀金要求是：≥ 0.5 μm，Fischerscope XRAY XULM XYm），经过镀层对比之后情况如下：甲厂家的测试情况 ( 镀层情况是铜基底 + 镍 + 金 )：
通过对测试数据展开比对，能够发现，甲厂家的镍镀层厚度显著高于乙厂家，二者相差将近80μm，经深入了解可知，镀镍层要是过厚，在特定情形下会让镀层的应力表现得更为突出，致使镀层变脆，结合力下降，在加工以及使用过程中容易出现镀层脱落的状况 。
结论：全过程，针对人机料法环这些相关影响因素，展开了实验分析，针芯出现了氧化情况，金层镀层发生了脱落现象，这，是致使排针整体可焊性不好，进而引发针座浮高的主要缘由。
3 排针波峰焊浮高解决方案
针对于排针出现氧化这一问题的解决办法是，对生产流程予以优化，在生产的过程当中要留意，防止排针的引脚遭受氧化污染。在验收供应商质量整改进程里，知晓该批排针乃冬季生产的制品，鉴于生产订单交付周期紧迫，注塑件在注塑成型当日便安排了压针，为避免注塑件发生开裂以及脆断情况，临时针对排针实施了加热加湿举措，因这款排针塑壳材质属于PBT（含玻纤）材料，它具备较低的吸湿性，加湿处理后依照PA66材料同工艺处理，也就是离心机脱水处理，塑壳表面会存有部分残留水分，由于PBT的低吸湿特性作用，致使表面的水分无法吸收，在尼龙包装袋内形成水雾状，增加了袋内的湿度进而导致铜针发生氧化反应，影响产品的可焊性。针对这种现象，要从生产工艺着手，不准让PBT材料依照尼龙材料的方案去做加热加湿处理，注塑之后的产品得存放3天以上，等它把应力释放出来再去进行压针组装，阻止产品发生开裂以及脆断的现象，与此同时输出指导生产以及监督的文件，强化生产过程的监督；在出货方面要加大对铜针外观、可焊性以及耐盐雾性的测试，从而避免批量出现异常。
基于塑壳压接出现开裂这一状况，从设备层面开展优化工作。现有的油压注塑机，其参数公差范围较大，注塑所需时间 lengthy，压力 hefty，致使产品容易发生变形，并且应力较为 intense，进而造成过盈压接出现脆裂现象。为了对注塑问题予以解决 act for settlement，借助 purchasing 电动注塑机，该电动注塑机具备较高的参数精度，注塑成型 time 简短 curtailed，应力 negligible，以此来 ameliorate PBT 材质的注塑应力问题 。
在同一时刻，针对过程，明确了加湿工艺的要求，对于低吸湿性材料，在内部，杜绝采取加湿的方式来预防脆裂，并且在内部，针对已经完成内部加湿工序的产品，进行了规格的整理，只是仅仅保留了PA66材质产品的加湿处理要求。
对于镀层脱落问题的解决办法是：测试甲厂家镀镍层平均厚度处于130μm至145μm范围，乙厂家镀镍层平均厚度处于30μm至60μm范围。镀镍层孔隙率比较高，光亮镀镍层硬度高却脆性大，铆接的时候容易出现掉皮情况。一般化学镍镀层厚度不会超过35μm，该镀层韧性较好，不容易出现发脆、起泡以及掉皮现象；当镀层厚度大于40μm时，镀层韧性差且脆性大，特别是工件边缘尖脚的地方容易出现掉皮现象。具有这种镀层厚度比较厚特质的工件，在刚刚镀完化学镍之后，镀层所呈现的状态是仅有少量的小气泡或者根本就没有起泡，然而在经过几天时间的存放以后，镀层就会出现小气泡，进一步地小气泡还会变大成为气泡。与此同时，化学镍镀层会出现氢脆这种现象。工件在进行镀化学镍操作的时候，镀层会存在渗氢的情况，当镀层处于适宜状态、存在少量孔隙时，原子态氢进入镀层之后相互作用形成氢气，这些氢气在慢慢地释放出来，进而就会在镀层较薄的地方或者镀层结合力比较差的地方，出现发脆、起泡的现象。当工件渗氢的程度比较严重之时，在没有外加应力的情况下，镀层就很容易出现脆裂现象。为降低连接器镀层的表面张应力，对镀镍层的镀层厚度进行调整，将现有的 130 μm 至 145 μm，调整为 35 μm 至 60 μm，以此优化改善当前存在的镀层脱落问题。
厂家针对镍镀层工艺参数予以改善后，进行入厂筛选外观检验全检，镀层受应力缺损问题得以解决。经由氧化污染与镀层参数这两方面的调整优化，甲厂家针座在入厂抽检时，其状况良好，在产线波峰焊接时，焊接质量显著好转，浮高下线投诉情况大幅改善，以上种种均已达成。
4 结语
借着镀金针座的极大应用范围，它的焊接可靠程度决定着制成主板的质量稳定状况，此刻，这篇文章从具有促成联系电子元件装配技艺中的连接器波峰焊接浮起来讲就出发展开探讨析解、做出找出最终的关键影响因素的行为，给出了电子制造波峰焊接器件浮高的剖析思路，为之后相同类型涉及波峰焊接的器件浮高状况送去且造就出一种能够被借鉴的办法。连接器器件在我们平常期间内生产运用时主要是发挥连接职责，遭受重视的程度并不高。经由异常剖析以及之后的求解，我们清楚了，对待别的电子元件那般，连接器也一样要注重防潮防氧化处置，镀层并非单纯地一味追求“越厚越佳”之事，对于最优生产工艺参数展开探讨与探索这个行为，依旧是值得咱们去深度钻研挖掘的。连接器焊接质量实现了有效提升，波峰焊接浮高率得以显著下降，主板连接稳定可靠性会再度迈向更高一级台阶。
