焊接強(qiáng)度的大小取決于焊料與焊接母材之間有效粘接面積及結(jié)合強(qiáng)度。焊接母材以及焊料表面的氧化和沾污都能成影響各個(gè)結(jié)合面有效粘接面積及強(qiáng)度的因素。

焊接空洞的潛在原因(影響焊接強(qiáng)度的原因)

(1) 焊料未浸潤或浸潤度偏低造成空洞

(2) 焊料氧化易造成空洞

(3) 焊接母材鍍金層氧化易造成空洞

(4) 渣滓異物物理性的嵌入焊料內(nèi)造成空洞

(5) 焊接面平整度不夠,其凹陷處的氣體無法完全釋放造成空洞

(6) 金屬化表面不致密,均勻性差,造成焊料的流淌不均勻造成空洞

焊接時(shí),熔化的液態(tài)焊料與焊接母材之間接觸,必須很好地潤濕表面,才能填滿焊接母材之間的間隙。因此表面是否清潔,以及粗糙程度等因素都將影響各個(gè)界面的張力情況,影響潤濕效果。

焊接空洞失效原因及采取措施

(1) 焊料浸潤性差

浸潤性的好壞直接影響焊料流淌性能及粘接強(qiáng)度,良好的浸潤性能減少空洞,提高粘接強(qiáng)度。

焊料的浸潤性差,一方面可以認(rèn)為焊料與焊接母材的接觸面積較小,另一方面說明浸潤液體邊緣受到的界面張力較大,阻礙了焊料的鋪展過程。對(duì)焊接母材進(jìn)行等離子清洗,可以增加焊料與焊接母材的接觸面積,提高浸潤性,增大焊接面積及焊接強(qiáng)度。

DBC焊盤鍍銅面鍍銀面等離子清洗前后潤濕性能對(duì)比

(2) 焊料表面氧化層

焊料存放時(shí)間過長,會(huì)使其表面產(chǎn)生過厚的氧化層,如果在焊接過程中沒有人工干預(yù),氧化層是很難去除的,焊料表面氧化膜或未完全去除氧化膜,將會(huì)阻礙焊料的滲透,不能充分潤濕基板，焊料熔化后形成的氧化膜會(huì)在焊接后形成空洞。

焊料應(yīng)做真空防氧化處理,抽真空保存;采用等離子清洗技術(shù)對(duì)焊接表面進(jìn)作進(jìn)一步清洗,清除掉在材料表面的雜質(zhì),并將待焊接表面的氧化程度降到最低，氫氣、氬氣等離子體具有優(yōu)良的抑制氧化的作用。

(3) 焊接表面顆粒及粘污

焊接過程中,使用了不潔凈焊接母材，或者焊接母材受到了污染,會(huì)造成焊接過程中焊料不能完全擴(kuò)散,形成空洞,影響焊接效果。因此焊接母材在焊接前要嚴(yán)格處理,去除材料在加工期和傳遞過程中帶來的污染。采用超聲和等離子清洗可有效去除材料表面的顆粒及有機(jī)粘污。

綜上所述：一方面采用等離子清洗技術(shù)對(duì)待焊接材料表面進(jìn)行進(jìn)一步清洗,可以清除掉在材料表面形成的氧化物及分子水平的污染（有機(jī)物等）,并且等離子體對(duì)焊接母材表面的物理撞擊起到了清洗活化作用的同時(shí),表面晶粒發(fā)生破碎細(xì)化得到納米尺寸的晶粒,更為細(xì)晶的基體母材組織有助于焊接過程中界面間原子的相互擴(kuò)散;另一方面,等離子清洗一定程度上提升焊接母材表面的潤濕性和附著力,保證材料表面原子與即將附著材料的原子之間緊密接觸,提高焊接質(zhì)量。