PCB Tecnico - Il metodo di saldatura più adatto per PCB

1. Effetto di immersione di stagno del PCB

Quando la saldatura liquida calda si dissolve e penetra nella superficie del metallo da saldare, è chiamata metallo macchiato con stagno o metallo macchiato con stagno. Le molecole della miscela di saldatura e rame formano una nuova lega con parte di rame e parte di saldatura. Questa azione solvente è chiamata immersione di stagno. Forma un legame intermolecolare tra ogni parte per formare un co composto in lega metallica. La formazione di buon legame intermolecolare è il nucleo del processo di saldatura, che determina la resistenza e la qualità del giunto di saldatura. Solo la superficie del rame è priva di inquinamento e il film di ossido formato a causa dell'esposizione all'aria può essere macchiato con stagno e la saldatura e la superficie di lavoro devono raggiungere una temperatura appropriata.

2. tensione superficiale PCB

Tutti conoscono la tensione superficiale dell'acqua, che mantiene sferiche le gocce d'acqua fredda sulla piastra metallica ingrassata, perché in questo esempio l'adesione che fa sì che il liquido tenda a diffondersi sulla superficie solida è inferiore alla sua coesione. Pulire con acqua tiepida e detergente per ridurre la tensione superficiale. L'acqua si infiltra nella piastra metallica rivestita di grasso e fuoriesce per formare uno strato sottile. Ciò avverrà se l'adesione è maggiore della coesione.

La coesione della saldatura di piombo di stagno è ancora maggiore di quella dell'acqua, in modo che la saldatura è una sfera per ridurre al minimo la sua superficie (sotto lo stesso volume, la sfera ha la superficie più piccola rispetto ad altre forme geometriche per soddisfare i requisiti dello stato energetico più basso). L'effetto del flusso è simile a quello del detergente su piastra metallica rivestita di grasso. Inoltre, la tensione superficiale dipende fortemente dalla pulizia e dalla temperatura della superficie. La colorazione ideale dello stagno può verificarsi solo quando l'energia di adesione è molto maggiore dell'energia superficiale (coesione).

3. Generazione di composti co della lega di metallo di PCB

Il legame intermetallico tra rame e stagno forma grani. La forma e le dimensioni dei grani dipendono dalla durata e dalla resistenza della temperatura durante la saldatura. Durante la saldatura, meno calore può formare una struttura cristallina fine e formare punti di saldatura eccellenti con la migliore resistenza. Il tempo di reazione troppo lungo, sia a causa di tempo di saldatura troppo lungo, temperatura troppo alta o entrambi, porterà alla struttura di cristallo ruvida, che è sabbiosa, fragile e bassa resistenza al taglio.

Il rame è utilizzato come substrato metallico e il piombo di stagno è utilizzato come lega di saldatura. Piombo e rame non formeranno alcuna lega di metallo co composti. Tuttavia, lo stagno può penetrare nel rame. Il legame intermolecolare tra stagno e rame forma lega metallica co composti cu3sn e Cu6Sn5 sulla superficie di collegamento tra saldatura e metallo, come mostrato nella figura.

Lo strato di lega metallica (fase N)+ fase ε) deve essere molto sottile. Nella saldatura laser, lo spessore dello strato della lega metallica è di 0,1 mm. Nella saldatura ad onda e nella saldatura manuale del saldatore, lo spessore del legame intermetallico nei punti di saldatura eccellenti supera per lo più 0,5 μ m. Poiché la resistenza al taglio del giunto saldato diminuisce con l'aumento dello spessore dello strato di lega metallica, si tenta spesso di mantenere lo spessore dello strato di lega metallica a 1 μ M o meno, questo può essere ottenuto rendendo il tempo di saldatura il più breve possibile.

Lo spessore dello strato eutettico della lega metallica dipende dalla temperatura e dal tempo di formazione del punto di saldatura. Idealmente, la saldatura dovrebbe essere completata entro circa 2S di 220't. In questa condizione, la reazione chimica di diffusione di rame e stagno produrrà una quantità appropriata di materiali leganti in lega metallica cu3sn e Cu6Sn5, con uno spessore di circa 0,5 μ m. Le connessioni intermetalliche insufficienti sono comuni nelle saldature a freddo o nelle saldature che non raggiungono la temperatura appropriata durante la saldatura, il che può portare al taglio della superficie di saldatura. Al contrario, strato troppo spesso della lega metallica è comune nei giunti saldati con eccessivo riscaldamento o saldatura per troppo tempo, che porterà a resistenza alla trazione molto debole dei giunti saldati, come mostrato nella figura.

4. Angolo di immersione dello stagno del PCB

Quando la temperatura eutettica del punto di saldatura è di circa 35 gradi Celsius superiore a quella della saldatura, quando una goccia di saldatura viene posta sulla superficie calda rivestita di flusso, si forma un menisco. In una certa misura, la capacità dello stagno sulla superficie metallica può essere valutata dalla forma del menisco. Se il menisco di saldatura ha un sottotaglio evidente, come gocce d'acqua su una piastra metallica ingrassata, o addirittura tende ad essere sferico, il metallo non è saldabile. Solo il menisco è teso ad un valore inferiore a 30. Una buona saldabilità può essere raggiunta solo con un piccolo angolo.