《表2 不同处理方式粗糙度测试》

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《铜复合材料功率外壳钎焊失效分析与改进》

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单位/μm

表1为以上不同状态热沉表面粗糙度的测试数据，该产品热沉正常交货批次的表面粗糙度平均值为1.6μm，失效批次产品热沉表面粗糙度平均值为2.6μm，国产供应商表面不处理的热沉（图6 （b）产品） 表面粗糙度平均为0.7μm，另一款进口外壳（图6 （a）产品） 表面粗糙度平均值为0.55μm。从热沉表面粗糙度的测试数据可以看出，失效批次产品热沉的表面粗糙度大约为正常批次产品热沉的2倍，如热沉表面不允许打磨和喷砂，热沉表面粗糙度又可以做到目前交付产品粗糙度的1/3~1/2。为了进一步分析，进行了如图7所示的实验验证（相关数据见表2），图7A-1（表面粗糙度为0.339μm）、图7A-2（表面粗糙度为0.325μm）均为材料原始状态，图7A-3（表面粗糙度为0.857μm）为对材料表面进行划伤处理（模拟加工过程划伤、碰撞），图7A-4（表面粗糙度为2.563μm）为对材料表面过度腐蚀处理（模拟产品返工可能导致的过度腐蚀）。经过打磨、喷砂后粗糙度分别为1.633μm、2.171μm、2.252μm，镀金后粗糙度分别为0.539μm、1.517μm、1.741μm、1.831μm。从以上结果可以看出，材料表面有划伤、凹坑、过腐蚀的产品经打磨、喷砂后外观不良现象均能得到改善，但表面粗糙度相对于不处理产品差别较大（0.539μm/1.831μm），同时经打磨（Si O2）、喷砂（Al2O3）后产品可能嵌入Si O2、Al2O3等污染物（见图4和图5）。图7和表2的实验数据表明，材料表面经过打磨和喷砂后，加工过程中的划痕、过腐蚀等缺陷完全掩盖，同时因无氧铜材料非常软，砂纸打磨和喷砂如处理不当极易导致Si O2、Al2O3等污染物的嵌入，对产品可靠性存在较大隐患。后经与材料供应商进一步沟通，供应商确实存在将不合格热沉进行了集中返工处理，在返工退镍过程中无氧铜表面存在过腐蚀，这也是失效批次产品热沉表面粗糙度（~2.6μm）明显大于正常热沉表面粗糙度（~1.6μm）的原因，而正常热沉入检图纸仅要求表面粗糙度小于3.2μm，并未对其一致性进行规定，导致不合格热沉最终流入后续生产。