焊接前清洁活化

焊接强度的大小取决于焊料与焊接母材之间有效粘接面积及结合强度。焊接母材以及焊料表面的氧化和沾污都能成影响各个结合面有效粘接面积及强度的因素。

焊接空洞的潜在原因(影响焊接强度的原因)

(1) 焊料未浸润或浸润度偏低造成空洞

(2) 焊料氧化易造成空洞

(3) 焊接母材镀金层氧化易造成空洞

(4) 渣滓异物物理性的嵌入焊料内造成空洞

(5) 焊接面平整度不够,其凹陷处的气体无法完全释放造成空洞

(6) 金属化表面不致密,均匀性差,造成焊料的流淌不均匀造成空洞

焊接时,熔化的液态焊料与焊接母材之间接触,必须很好地润湿表面,才能填满焊接母材之间的间隙。因此表面是否清洁,以及粗糙程度等因素都将影响各个界面的张力情况,影响润湿效果。

焊接空洞失效原因及采取措施

(1) 焊料浸润性差

浸润性的好坏直接影响焊料流淌性能及粘接强度,良好的浸润性能减少空洞,提高粘接强度。

焊料的浸润性差,一方面可以认为焊料与焊接母材的接触面积较小,另一方面说明浸润液体边缘受到的界面张力较大,阻碍了焊料的铺展过程。对焊接母材进行等离子清洗,可以增加焊料与焊接母材的接触面积,提高浸润性,增大焊接面积及焊接强度。

焊盘镀铜面镀银面等离子清洗前后润湿性能对比

(2) 焊料表面氧化层

焊料存放时间过长,会使其表面产生过厚的氧化层,如果在焊接过程中没有人工干预,氧化层是很难去除的,焊料表面氧化膜或未完全去除氧化膜,将会阻碍焊料的渗透,不能充分润湿基板，焊料熔化后形成的氧化膜会在焊接后形成空洞。

焊料应做真空防氧化处理,抽真空保存;采用等离子清洗技术对焊接表面进作进一步清洗,清除掉在材料表面的杂质,并将待焊接表面的氧化程度降到最低，氢气、氩气等离子体具有优良的抑制氧化的作用。

(3) 焊接表面颗粒及粘污

焊接过程中,使用了不洁净焊接母材，或者焊接母材受到了污染,会造成焊接过程中焊料不能完全扩散,形成空洞,影响焊接效果。因此焊接母材在焊接前要严格处理,去除材料在加工期和传递过程中带来的污染。采用超声和等离子清洗可有效去除材料表面的颗粒及有机粘污。

综上所述：一方面采用等离子清洗技术对待焊接材料表面进行进一步清洗,可以清除掉在材料表面形成的氧化物及分子水平的污染（有机物等）,并且等离子体对焊接母材表面的物理撞击起到了清洗活化作用的同时,表面晶粒发生破碎细化得到纳米尺寸的晶粒,更为细晶的基体母材组织有助于焊接过程中界面间原子的相互扩散;另一方面,等离子清洗一定程度上提升焊接母材表面的润湿性和附着力,保证材料表面原子与即将附着材料的原子之间紧密接触,提高焊接质量。