Технология PCB - Методы сварки PCB и причины использования материалов с высоким ТГ

Метод сварки плат PCB

1. Эффект осаждения оловом

Когда горячий жидкий припой растворяется и проникает в металлическую поверхность, сваренную в ПХБ, он называется оловом в металле или оловом в металле. Смесь припоя и молекул меди образует новую часть меди и часть сплава припоя. Этот растворитель называется оловом. Он образует межмолекулярные связи между различными частями PCB, образуя соединения из металлических сплавов. Хорошее образование межмолекулярных связей лежит в основе процесса сварки PCB, который определяет прочность и качество сварных соединений PCB. Только медная поверхность не загрязнена и не имеет оксидной пленки, образованной воздействием ПХБ на воздух, и припой и рабочая поверхность должны достигать надлежащей температуры.

2. Поверхностное натяжение

Все знакомы с поверхностным натяжением воды, которое удерживает сферическую форму капель холодной воды на покрытой жиром металлической пластине ПХБ, так как в этом случае вязкость жидкости на твердой поверхности меньше, чем ее сцепление. Промыть теплой водой и моющим средством для снижения поверхностного натяжения. Вода пропитывает покрытую жиром пластину PCB и течет наружу, образуя тонкую металлическую пластину. Это может произойти, если сцепление превышает сцепление.

Сила сцепления оловянно - свинцового припоя даже больше, чем сила сцепления воды, что делает припой сферическим, чтобы уменьшить площадь его поверхности (для того же объема сфера имеет меньшую площадь поверхности по сравнению с другими геометрическими формами, чтобы соответствовать требованиям низкоэнергетического состояния.).

Действие флюса аналогично действию моющего средства на покрытые жиром металлические пластины ПХБ. Кроме того, высота поверхностного натяжения зависит от чистоты и температуры поверхности PCB. ПХБ является идеальным материалом для осаждения олова только в том случае, если энергия адгезии намного больше, чем энергия поверхности (сцепление).

3. Чжантянь м.

Когда температура эвтектической точки припоя примерно на 35°C выше, чем температура эвтектической точки припоя, капля припоя образует изогнутую поверхность на поверхности горячего припоя PCB. В определенной степени адгезия металлической поверхности ПХБ с оловом может быть оценена появлением изогнутого уровня. Если изогнутая поверхность сварного материала имеет очевидный донный разрез, форма похожа на капли воды на покрытой жиром металлической пластине PCB и даже имеет тенденцию к сферической форме, металл не может быть сварен. Только изогнутый уровень имеет длину менее 30. Угол небольшой, свариваемость хорошая.

4. Производство металлических сплавов

Межметаллические связи между медью и оловом образуют зерна, форма и размер которых зависят от продолжительности и прочности температуры сварки. В процессе сварки меньше тепла, может образовываться тонкая кристаллическая структура, так что пластина PCB образует отличную точку сварки с прочностью. Слишком длительное время реакции, будь то из - за слишком длительного времени сварки PCB или из - за высокой температуры или обоих, может привести к грубой кристаллической структуре, которая является песчаной, хрупкой и имеет низкую прочность на сдвиг. Медь используется в качестве металлической подложки для ПХБ, а оловянный свинец используется в качестве сварного сплава. Свинец и медь не образуют никаких металлических сплавов, но олово может проникать в медь. Межмолекулярные связи между оловом и медью образуют соединения металлических сплавов Cu3Sn и Cu6Sn5 на поверхности соединения припоя и металла.

Слой металлических сплавов (n - фаза + островная фаза) должен быть очень тонким. При лазерной сварке ПХБ толщина слоя из металлического сплава составляет 0,1 мм. При сварке на волнах и ручной сварке толщина межметаллического соединения в точке сварки плат ПХБ превышает 0,5 мкм. Поскольку прочность на сдвиг точки сварки ПХБ уменьшается с увеличением толщины слоя из металлического сплава, Обычно делается попытка сделать время сварки как можно короче. Толщина слоя металлического сплава контролируется ниже 1 мкм.

Толщина общего композитного слоя металлического сплава зависит от температуры и времени образования точки сварки. В идеале сварка должна быть завершена примерно за 2 секунды при температуре 220. В таких условиях химическая диффузионная реакция меди и олова приведет к образованию соответствующего количества соединений из металлических сплавов Cu3Sn и Cu6Sn5 толщиной около 0,5 мкм. Это может привести к разрыву сварной поверхности PCB. Напротив, в точках с перегревом или длительным временем сварки слишком толстый слой металлического сплава может привести к очень слабой прочности на растяжение в точке сварки PCB.

Причины использования высоких ТГ материалов

В дополнение к основным материалам FR - 4 в производстве PCB, некоторые клиенты также говорят, что материалы с высоким ТГ должны использоваться в материалах, так почему же материалы с высоким ТГ должны использоваться в производстве PCB?

ТГ, используемый в производстве ПХБ, полностью называется температурой преобразования стекла, которая представляет собой температуру преобразования стекла. Плата должна обладать огнестойкостью и не должна гореть при определенной температуре, но только размягчаться. Температура в это время называется температурой преобразования стекла (точка Тг), которая связана со стабильностью размеров пластины PCB. Чем выше значение ТГ, тем лучше термостойкость ПХБ. Когда температура поднимается до определенной области с высоким TgPCB, фундамент переходит от « стеклянного» к « резиновому». Эта температура называется температурой стеклования пластины (Тг). Другими словами, Тг - это температура, при которой подложка поддерживает высокую температуру (°C). Другими словами, обычный материал PCB - матрицы при высоких температурах не только создает расширение, деформацию, плавление и другие явления, но также резко снижает механические и электрические характеристики.

Увеличение Тг основной платы повысит и улучшит водонепроницаемость, влагонепроницаемость, химическую стойкость и устойчивость сопротивления монтажных плат Шэньчжэня. Чем выше значение ТГ, тем лучше температура и другие характеристики пластины, особенно при производстве без свинца, и все больше и больше приложений с высоким ТГ.

Высокий Тг означает высокую термостойкость. С быстрым развитием электронной промышленности, особенно компьютерной электроники, высокофункциональное и многоуровневое развитие требует более высокой термостойкости материалов PCB в качестве важной гарантии. Появление и развитие технологий установки с высокой плотностью, представленных SMT и CMT, делают PCB все более неотделимым от поддержки высокой термостойкости подложки с точки зрения малой апертуры, тонкой проводки и тонкости. Это также является важной причиной использования материалов с высоким ТГ в производстве PCB.

Таким образом, при производстве ПХБ отличия между обычным FR - 4 и высоким Tg FR - 4 заключаются в механической прочности материала в тепловом состоянии, стабильности размеров, адгезии и влагопоглощающей способности, особенно при нагревании после увлажнения. Существуют различия в характеристиках, термическом разложении, тепловом расширении и других условиях. Продукты с высоким Тг значительно превосходят обычный материал PCB.