Leiterplattentechnisch - Die am besten geeignete Schweißmethode für PCB

1. Zinn eintauchender Effekt der Leiterplatte

Wenn sich das heiße flüssige Lot auflöst und in die Oberfläche des zu schweißenden Metalls eindringt, wird es Metall genannt, das mit Zinn gebeizt ist oder Metall, das mit Zinn gebeizt ist. Die Moleküle der Mischung aus Lot und Kupfer bilden eine neue Legierung mit einem Teil aus Kupfer und einem Teil aus Lot. Diese Lösungsmittelwirkung wird Zinn-Tauchen genannt. Es bildet eine intermolekulare Bindung zwischen jedem Teil, um eine Metalllegierung Co-Verbindung zu bilden. Die Bildung einer guten intermolekularen Bindung ist der Kern des Schweißprozesses, der die Stärke und Qualität der Schweißverbindung bestimmt. Nur die Oberfläche von Kupfer ist frei von Verschmutzung und Oxidfilm, der durch Lufteinwirkung gebildet wird, kann mit Zinn gefärbt werden, und das Lot und die Arbeitsfläche müssen eine angemessene Temperatur erreichen.

2. Oberflächenspannung der Leiterplatten

Jeder kennt die Oberflächenspannung von Wasser, die die kalten Wassertropfen auf der gefetteten Metallplatte kugelförmig hält, denn in diesem Beispiel ist die Haftung, die die Flüssigkeit dazu bringt, auf der festen Oberfläche zu diffundieren, geringer als ihre Kohäsion. Mit warmem Wasser und Reinigungsmittel reinigen, um die Oberflächenspannung zu reduzieren. Das Wasser dringt in die mit Fett beschichtete Metallplatte ein und fließt heraus, um eine dünne Schicht zu bilden. Dies geschieht, wenn die Haftung größer ist als der Zusammenhalt.

Der Zusammenhalt von Zinn-Blei-Lot ist sogar größer als der von Wasser, so dass das Lot eine Kugel ist, um seine Oberfläche zu minimieren (unter dem gleichen Volumen hat die Kugel die kleinste Oberfläche im Vergleich zu anderen geometrischen Formen, um die Anforderungen des niedrigsten Energiezustandes zu erfüllen). Die Wirkung des Flusses ist ähnlich wie die des Reinigers auf mit Fett beschichteten Metallplatten. Darüber hinaus ist die Oberflächenspannung stark von der Sauberkeit und Temperatur der Oberfläche abhängig. Ideale Zinnfärbung kann nur auftreten, wenn die Haftenergie viel größer ist als die Oberflächenenergie (Kohäsion).

3. Erzeugung von Co-Verbindungen der Metalllegierung von PCB

Die intermetallische Bindung zwischen Kupfer und Zinn bildet Körner. Die Form und Größe der Körner hängen von der Dauer und Stärke der Temperatur während des Schweißens ab. Beim Schweißen kann weniger Hitze feine Kristallstruktur bilden und ausgezeichnete Schweißpunkte mit der besten Festigkeit bilden. Zu lange Reaktionszeit, sei es durch zu lange Schweißzeit, zu hohe Temperatur oder beides, führt zu rauer Kristallstruktur, die sandig, spröde und geringe Scherfestigkeit ist.

Kupfer wird als Metallsubstrat und Zinnleitung als Lötlegierung verwendet. Blei und Kupfer bilden keine Co-Verbindungen aus Metalllegierungen. Zinn kann jedoch in Kupfer eindringen. Die intermolekulare Bindung zwischen Zinn und Kupfer bildet Metalllegierungs-Co-Verbindungen cu3sn und Cu6Sn5 auf der Verbindungsfläche zwischen Lot und Metall, wie in der Abbildung gezeigt.

Metalllegierungsschicht (N-Phase)+ ε Phase) muss sehr dünn sein. Im Laserschweißen ist die Dicke der Metalllegierungsschicht 0.1mm. Beim Wellenlöten und manuellen Lötkolbenschweißen übersteigt die Dicke der intermetallischen Bindung an ausgezeichneten Schweißpunkten meistens 0,5 μ m. Da die Scherfestigkeit der Schweißverbindung mit der Zunahme der Dicke der Metalllegierungsschicht abnimmt, wird oft versucht, die Dicke der Metalllegierungsschicht bei 1 μ M oder weniger zu halten. Dies kann erreicht werden, indem die Schweißzeit so kurz wie möglich gehalten wird.

Die Dicke der eutektischen Schicht der Metalllegierung hängt von der Temperatur und der Zeit der Bildung des Schweißpunktes ab. Idealerweise sollte das Schweißen innerhalb von ca. 2S von 220't abgeschlossen sein. Unter dieser Bedingung erzeugt die chemische Diffusionsreaktion von Kupfer und Zinn eine angemessene Menge an Metalllegierungs-Klebematerialien cu3sn und Cu6Sn5, mit einer Dicke von etwa 0,5 μ m.Unzureichende intermetallische Verbindungen sind in kalten Schweißnähten oder Schweißnähten üblich, die während des Schweißens nicht auf die entsprechende Temperatur steigen, was zum Schneiden der Schweißoberfläche führen kann. Im Gegenteil, eine zu dicke Metalllegierungsschicht ist in Schweißverbindungen mit übermäßiger Erwärmung oder zu langem Schweißen üblich, was zu einer sehr schwachen Zugfestigkeit von Schweißverbindungen führt, wie in der Abbildung gezeigt.

4. Zinn-Tauchwinkel von PCB

Wenn die eutektische Punkttemperatur des Lots etwa 35° Celsius höher ist als die des Lots, wenn ein Tropfen Lot auf die heiße Oberfläche gelegt wird, die mit Flussmittel beschichtet ist, wird ein Meniskus gebildet. Bis zu einem gewissen Grad kann die Fähigkeit von Zinn auf der Metalloberfläche durch die Form des Meniskus beurteilt werden. Wenn der Lötmeniskus einen offensichtlichen Hinterschnitt aufweist, wie Wassertropfen auf einer gefetteten Metallplatte, oder sogar dazu neigt, kugelförmig zu sein, ist das Metall nicht schweißbar. Nur der Meniskus wird auf einen Wert unter 30 gespannt. Gute Schweißbarkeit kann nur bei einem kleinen Winkel erreicht werden.