一种钎焊界面的耐腐蚀性能测试方法

本发明属于电子封装连接材料性能检测领域，具体涉及一种钎焊界面的耐腐蚀性能测试方法。

背景技术：

1、钎料焊点界面的化学反应和物理变化是影响焊接质量的重要因素。在焊接过程中，钎料与母材之间会发生化学反应，形成新的化合物(intermetallic compound简称imc)，这些化合物会影响焊点的力学性能和电学性能。同时，钎料焊点界面的物理变化也会影响焊接质量，如液态钎料在冷却过程中的收缩和内部应力的产生等。钎料焊点界面的微观结构和化学成分会影响焊接件的强度、韧性、耐腐蚀性等性能。

2、腐蚀行为是反映钎料合金使役性能的重要组成部分。通过对钎料合金在化学溶液中的腐蚀行为的研究，可以揭示钎料合金的腐蚀规律，且能够直观反映其组织结构的稳定性，进而说明其在使役过程中的可靠性。

3、钎料焊点界面是连接两个焊接件的关键部位，其质量直接影响到焊接件的整体性能和寿命。在许多应用场景中，如海洋环境、化工设备、电力设施等，焊接部位常常会面临电化学腐蚀的威胁。而钎料焊点界面作为焊接部位的关键区域，其电化学腐蚀行为将直接影响到焊接件的使用寿命和安全性。钎料焊点界面的电化学腐蚀会影响焊接件的性能。通过了解钎料焊点界面的电化学腐蚀机制和影响因素，可以采取有效的措施来提高焊接件的质量和耐腐蚀性。公开号为cn 106270888 b的专利公开了一种提高sn基无铅钎料超声复合钎焊铝及其合金接头耐电化学腐蚀性能的方法，其中焊接接头的焊接方法为在加热平台上搭接试样加入通过超声复合达到焊接的目的，能够有效的测试焊接接头的耐腐蚀性。然而，在加热平台上进行焊接会存在加热不均匀的情况，同时超声复合操作复杂，增加焊接难度。

4、公开号为cn 103624357 b的专利公开了一种电化学腐蚀实验用低碳钢、紫铜线的低温连接方法，其中的连接方式是采用钎焊的方式将低碳钢与紫铜线相连接。然而这种连接方式在与焊接接头连接时，会导致钎焊界面组织结构发生变化。

5、在现有的技术中，通过电化学方法测试材料的耐蚀性主要运用在无铅钎料本身。对于钎焊焊点的测试，因其为基板与无铅钎料的异质连接，讨论其耐蚀性更为困难和复杂。难点在于：1.如何实现电化学测试时导线与测试样品的稳定连接；2.如何简单而有效的判断钎焊焊点的可靠性；3.如何运用电化学测试说明钎焊焊点的耐蚀性。现有的电化学测试方法主要有：极化曲线法、电化学阻抗谱、循环伏安法以及电位跃迁法。其中循环伏安法和电位跃迁法对于复杂的腐蚀体系解析较为困难，同时对实验条件的控制要求较高。因此在电化学测试钎焊焊点耐蚀性中，主要运用极化曲线法和电化学阻抗谱。

技术实现思路

1、鉴于以上问题，本申请的第一技术方案一种无铅钎料钎焊界面的制备方法，包括以下步骤：

2、制备无铅钎料：利用高频感应熔炼炉制备无铅钎料薄片；

3、将无铅钎料薄片与基板利用模具进行钎焊，得到基板-无铅钎料-基板板材，其中，无铅钎料与基板连接处形成的新化合物为无铅钎料钎焊界面。

4、进一步的，所述设定高频感熔炼炉电流为700-800a，时间为15-20min。

5、进一步的，所述利用模具进行钎焊的具体方法为：在耐火砖上用刻刀刻出矩形模板，钎焊时在基板和无铅钎料薄片上均匀涂抹活性松香助焊剂，再按照基板-无铅钎料-基板放置于模板中，钎焊得到。

6、进一步的，所述钎焊温度为270-280℃，钎焊时间为5-10min。

7、以及，根据上述制备方法制备得到的无铅钎料钎焊界面。

8、本申请的第二技术方案公开了上述无铅钎料钎焊界面的耐腐蚀性能测试方法，包括如下步骤：

9、将导线与测试样品连接形成焊接接头，利用冷镶嵌料包裹待测样品中除待检测区域外的其余部分，将检测区域逐级打磨抛光后备用；

10、利用电化工作站测试待测样品的待检测区域的电化学性能。

11、进一步的，所述导线与测试样品连接的方式为：将导线末端经过机械按压的方法形成“u”型薄片，将“u”型部分弯折与导线形成90°，与待测样品相连，利用导电胶包裹除检测区域以外的其余部分，确保连接稳固。

12、进一步的，所述逐级打磨抛光为对待测样品用400#、800#、1200#、1500#、2000#砂纸进行打磨并抛光。

13、进一步的，所述电化工作站测试待测样品电化学性能的方法为：利用采用三电极系统：辅助电极为pt电极，参比电极为饱和甘汞电极，在3.5wt.％nacl溶液中进行电化学腐蚀实验。

14、进一步的，所述电化学腐蚀试验的测试指标为焊接接头的开路电压、极化曲线和交流阻抗。

15、有益效果：本发明中，通过模具实现基板-钎料-基板的焊接，通过导线连接，利用电化学工作站检测焊接接头的耐腐蚀性能。相比于现有技术，本发明的优点在于：

16、1、通过模具在硅碳棒箱式炉进行钎焊，确保焊接过程中温度均匀；

17、2、基板在重力作用下能够简单却有效的和钎料焊接良好；

18、3、利用导电胶实现导线和接头的连接，同时利用冷镶嵌材料隔绝材料其他表面在电化学测试过程中的影响，测试结果更加有效；

19、4、通过电化学工作站测试焊接接头的开路电压、极化曲线和交流阻抗，可以简单而有效的检测不同的钎料在腐蚀环境中的耐腐蚀性；

20、5、使用设备简单，原料简单，工艺简单。

1.一种无铅钎料钎焊界面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述设定高频感熔炼炉电流为700-800a，时间为15-20min。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述利用模具进行钎焊的具体方法为：在耐火砖上用刻刀刻出矩形模板，钎焊时在基板和无铅钎料薄片上均匀涂抹活性松香助焊剂，再按照基板-无铅钎料-基板放置于模板中，钎焊得到。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述钎焊温度为270-280℃，钎焊时间为5-10min。

5.一种根据权利要求1-4任一所述制备方法制备得到的无铅钎料钎焊界面。

6.一种如权利要求5所述无铅钎料钎焊界面的耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述测试方法，其特征在于，所述导线与测试样品连接的方式为：将导线末端经过机械按压的方法形成“u”型薄片，将“u”型部分弯折与导线形成90°，与待测样品相连，利用导电胶包裹除检测区域以外的其余部分，确保连接稳固。

8.根据权利要求6所述测试方法，其特征在于，所述逐级打磨抛光为对待测样品用400#、800#、1200#、1500#、2000#砂纸进行打磨并抛光。

9.根据权利要求6所述测试方法，其特征在于，所述电化工作站测试待测样品电化学性能的方法为：采用三电极系统：辅助电极为pt电极，参比电极为饱和甘汞电极，在3.5wt.％nacl溶液中进行电化学腐蚀实验。

10.根据权利要求9所述测试方法，其特征在于，所述电化学腐蚀试验的测试指标为焊接接头的开路电压-时间曲线、极化曲线和交流阻抗，所述开路电压-时间曲线测试时间为15-30min；极化曲线扫描速度0.01-0.05mv/s，电位范围为ocp-1.9v-1.1v；交流阻抗振幅为0.005-0.01v，测试频率范围为0.01-100000v。