高壓真空開(kāi)關(guān)管黃斑現象的剖析

　　在使用高壓真空開(kāi)關(guān)管時(shí)，發(fā)現器件表面出現黃斑現象，不能滿(mǎn)足焊接要求。經(jīng)分析發(fā)現：對其金屬零件進(jìn)行雙層電鍍———鍍鎳和鍍銀，如果銀層在0.7 μm 以下，在后序的焊接熱處理過(guò)程中銀層被熔化，原來(lái)均勻、致密的鍍銀層被重新分布后，銀層變得不均勻，露出的鎳占銀的50%，在烘烤排氣時(shí)露出表面的鎳被氧化，呈現黃色現象，并進(jìn)一步擴散到銀層下面的鎳區域，使銀層與鎳層結合不牢;銀層在2 μm以上時(shí)，熱處理后，出現銀堆積現象，不能滿(mǎn)足要求;銀層厚度在1 μm~2 μm范圍時(shí)，釬焊熱處理后，即使露出8%左右的鎳，鎳不會(huì )氧化。

　　高壓真空開(kāi)關(guān)管為電真空器件，是構成電子組件的關(guān)鍵器件之一，起高壓大電流快速閉合開(kāi)關(guān)、控制開(kāi)關(guān)導通時(shí)間的作用，已廣泛地應用于電力、船舶、建筑、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。高壓真空開(kāi)關(guān)管為由陶瓷- 金屬封接而構成的一氣密性要求很?chē)赖钠骷�，在其制造過(guò)程中，對構成高壓開(kāi)關(guān)管的零件要求進(jìn)行相應的工藝處理，如陶瓷要進(jìn)行金屬化，金屬零件要進(jìn)行清洗、電鍍等表面處理，從而滿(mǎn)足陶瓷- 金屬封接的要求，然后再進(jìn)行零部件釬焊、組裝成密封器件，最后上排氣臺———對高壓開(kāi)關(guān)管進(jìn)行烘烤排氣，到此完成了高壓開(kāi)關(guān)管的制造過(guò)程。在使用過(guò)程中高壓開(kāi)關(guān)管需要通過(guò)一定的方式與其它元件相連接，在連接過(guò)程中發(fā)現引線(xiàn)與高壓開(kāi)關(guān)管的金屬表面焊接時(shí)，引線(xiàn)很容易脫落，并且當輕微的外力作用于金屬表面時(shí)，金屬表面還出現黃斑現象，該現象影響了高壓開(kāi)關(guān)管的質(zhì)量和合格率，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的經(jīng)濟損失。

　　為分析該現象，真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)發(fā)布此文主要介紹了原因分析過(guò)程———運用掃描電鏡、X 射線(xiàn)熒光測厚等分析方法進(jìn)行了分析，結合生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了相應的工藝實(shí)驗，找到了引起黃斑現象的原因和解決措施。

1、黃斑現象與鍍層厚度的關(guān)系

1.1、黃斑的微觀(guān)形貌及成分分析

　　黃斑產(chǎn)生的位置是器件上的金屬部分，見(jiàn)圖1，該金屬的構成見(jiàn)示意圖2。

圖1 器件上黃斑現象

圖2 黃斑部分的金屬構成示意圖

　　由黃斑的現象及示意圖可知，黃斑現象可能是鍍銀層被氧化或鍍銀層脫落、現出鍍銀層下面的鍍鎳層，示意圖的基材層現出的可能性非常小，因為上面有兩層覆蓋層：最上面為銀層(厚度0.5 μm~3 μm)，中間為鎳層，厚度在15 μm 以上。為了探究黃斑處的成分及微觀(guān)形貌，運用掃描電鏡進(jìn)行了分析，結果見(jiàn)圖3 和表1：由顯微形貌結果看表面的銀層已出現打卷現象，由黃斑的成分分析結果看，銀的重量含量從百分比看只有0.98，鎳含量很高，達到93.25。

圖3 黃斑的電鏡微觀(guān)形貌

3、結論

　　高壓開(kāi)關(guān)管的黃斑現象與鎳層露出到銀層表面有關(guān)，在試驗中發(fā)現，當基材金屬表面只覆蓋單鍍層———鎳層時(shí)，經(jīng)過(guò)烘烤排氣后，鎳層不會(huì )被氧化，因此也不會(huì )出現黃斑現象，而當金屬表面覆蓋雙鍍層鎳層和銀層時(shí)，在銀層厚度偏薄時(shí)，鎳露出表面，這種情況下鎳層容易被氧化，出現黃斑現象，這與銀、鎳共同存在時(shí)，鎳容易失去電子，使銀得到保護的原因有關(guān)。