开关插座连接片（铜片）焊接显微分析

发布时间：2025-10-22 点击次数：8

开关插座是我们最常见到的产品，其与我们日常生活已密不可分，开关插座的好坏跟所用材料有关外，还与其内部连接片的焊接熔合度有紧密联系，如连接片焊接贴合不紧密，则容易出现接触不良导致插座报废，而且焊接不良问题非专业人仕无法解决。

为了在源头解决焊接不良问题，可以用显微分析系统做焊接熔深检测，通过显微检测实时调节生产工艺，以解决贴片紧密熔合。开关插座连接片分析步骤如下：

步骤1、镶嵌（冷镶嵌、热镶嵌）

连接片相对都非常细小（如下图），此种样品无需切割，直接镶嵌成型即可，而且要看的位置在中间贴合处，可用热镶嵌机镶嵌成型或冷镶嵌方法，以便成型后的磨抛。

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步骤2、磨抛

磨抛目的：磨抛能有效获得一个无划痕、无变形、平整如镜的观察表面，真实展现连接片处的焊接微观结构。

磨抛设备：YMP-2T手动磨抛机或YMPZ-2LCD自动磨抛机（自动磨抛更适合磨抛不熟练的操作者）。

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磨抛流程：

2-1、粗磨 :

使用较粗粒度的金相砂纸（如180#、240#、280#）。

目的：快速去除切割产生的严重变形层和毛刺，将样品磨平。

要点：施加适量压力（避免过大导致新损伤或样品过热），保持水流冷却和润滑，单向平行磨抛（避免随机方向导致划痕混乱），定期旋转样品90度以消除方向性划痕。当切割痕迹完全消除，表面相对平整均匀时，进入下一道。

2-2、中磨:

使用中等粒度的金相砂纸（如600#、 800#、1200#）。

目的：去除粗磨留下的划痕，进一步平整表面。

要点：更换更细砂纸后，磨抛方向应与上一道砂纸划痕方向垂直，以便观察上一道划痕是否被完全去除。同样需要冷却和旋转样品。

2-3、细磨:

使用细粒度的金相砂纸（如1500#、2000#、3000# ）。

目的：去除中磨划痕，获得更精细的表面。

要点：同上。此阶段结束后，肉眼或低倍显微镜下应看不到明显划痕。

2-4、抛光：

使用精丝绒抛光布配合更细的抛光液或抛光剂进行抛光（如氧化铝悬浮液 0.3μm, 0.05μm 或二氧化硅悬浮液）。

目的：彻底消除所有细微划痕，获得镜面效果。

要点：抛光液滴加更精细，压力更轻，时间适中（1-2分钟）。

步骤3、腐蚀(可选)

如果需要观察金属的晶界、相组成等，可以使用特定的腐蚀剂（例如，对于锡铅焊料，常用 4% 硝酸酒精溶液；观察铜材组织可用三氯化铁盐酸溶液）轻微擦拭截面，然后立即用酒精冲洗并吹干。

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步骤4、金相分析

使用正置金相显微镜，正置金相显微镜方便快速找到需要看的点位，也可用倒置金相显微镜，从低倍到高倍进行系统观察。

金相显微分析项目：

观察项目	正常特征	异常特征（缺陷）及成因
焊接界面	焊料与铜片之间形成一条平整、致密、结合良好的界面线，可能看到薄而均匀的金属间化合物层。	裂纹：结合不良，应力或热疲劳导致。未焊合/虚焊：界面清晰分离，因清洁不足或热量不够。化合物层过厚：界面处出现连续、厚厚的灰白色层（如CuSn₅， CuSn），因温度过高或时间过长，导致焊点脆化。
焊料内部组织	组织均匀、致密（如锡铅共晶组织呈均匀层片状）。	大气孔/缩孔：圆形或不规则暗黑色孔洞，因助焊剂挥发、焊接排气不畅或凝固收缩。夹杂物：未挥发的助焊剂残留，呈黑色或灰色颗粒。组织粗大：冷却速度过慢导致，影响机械性能。
铜基材热影响区	铜材组织正常，无过度再结晶或晶粒长大。	晶粒粗大：因焊接热输入过大，导致铜片退火，性能软化。微裂纹：从界面延伸至铜基体，因热应力或材料脆化。

金相组织照片：

用蔡康显微软件的图像拼接功能，拍出完整触点的金相组织界面，以便观察分析。再逐步放大某处细节做细微分析。

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步骤4、结论与报告

综合所有观察和分析结果，形成结论：

●焊接质量评级：根据观察到的缺陷类型、数量和严重程度，对焊点进行合格/不合格或等级评定。

●缺陷根因分析：指出导致缺陷的工艺原因，例如：温度过低导致虚焊、助焊剂过多导致气孔、焊接时间过长导致IMC过厚等。

●改进建议：为生产工艺的优化提供方向，如调整焊接温度曲线、改进助焊剂涂敷量、加强来料清洁等。