1表面張力
每個人都熟悉水的表面張力。 該力將潤滑脂塗層金屬板上的冷水滴保持為球形。 這是因為在本例中,使固體表面上的液體易於擴散的粘附力小於其內聚力。 用溫水和洗滌劑清洗,以降低其表面張力。 水將滲入塗有潤滑脂的金屬板,並向外流動,形成薄層。 如果粘附力大於內聚力,則會發生這種情況。
錫鉛焊料的內聚力甚至大於水的內聚力,使焊料球體的表面積最小化(在相同體積下,與其他幾何形狀相比,球體的表面積最小,以滿足最低能量狀態的需要)。 助焊劑的作用類似於清潔劑對塗有潤滑脂的金屬板的作用。 此外,表面張力在很大程度上取決於表面的清潔度和溫度。 只有當粘附能遠大於表面能(內聚力)時,才會出現理想的粘附。 錫
2潤濕效應
當熱液體焊料溶解並滲透到待焊接金屬表面時,稱為金屬浸錫或金屬浸錫。 焊料和銅的混合物分子形成一種新的合金,部分由銅製成,部分焊接。 這種溶劑作用稱為浸錫,它在每個零件之間形成分子間鍵,形成金屬合金共晶。 良好的分子間鍵的形成是焊接過程的覈心,它决定了焊接接頭的强度和質量。 只有銅的表面沒有被污染,沒有暴露在空氣中形成氧化膜,用錫潤濕,焊料和工作表面需要達到適當的溫度。
3浸錫角
當焊料的共晶點溫度高出約35°C時,當一滴焊料放置在熱焊劑塗層表面上時,會形成彎月面。 在一定程度上,可以通過彎月面的形狀來評估金屬表面浸錫的能力。 如果焊料彎月面具有明顯的咬邊,形狀類似於潤滑金屬板上的一滴水,甚至趨於球形,則金屬不可焊接。 只有彎月面的尺寸小於30。 它在小角度下具有良好的焊接性。
4金屬合金的產生
銅和錫之間的金屬間鍵形成晶粒。 晶粒的形狀和大小取決於焊接期間溫度的持續時間和强度。 焊接過程中的熱量較少,可以形成精細的晶體結構,形成具有最佳强度的優秀焊接點。 反應時間過長,無論是由於焊接時間過長或溫度過高或兩者兼而有之,都將導致粗糙的晶體結構,即礫石和脆性,並且具有低剪切强度。
銅用作金屬基材,錫鉛用作焊料合金。 鉛和銅不會形成任何金屬合金。 然而,錫可以滲透到銅中,錫和銅之間的分子間鍵在焊料和金屬的結合面上形成金屬。 合金共晶Cu3Sn和Cu6Sn5,如圖所示。
金屬合金層(n相+ε相)必須非常薄。 在鐳射焊接中,金屬合金層的厚度約為0.1mm。 在波峰焊和手工焊接中,良好焊點中的金屬間鍵的厚度大多大於0.5mm。由於焊點的剪切强度隨著金屬合金層厚度的新增而降低,囙此通常嘗試將金屬合金層的厚度保持在1mm以下,這可以通過盡可能短的焊接時間來實現。
金屬合金共晶層的厚度取決於形成焊點的溫度和時間。 理想情况下,焊接應在220–t約2s內完成。 在這種情況下,銅和錫的化學擴散反應將產生適量的金屬合金連接資料Cu3Sn和Cu6Sn5的厚度約為0.5mm。在冷焊點或焊接過程中未升高到適當溫度的焊點中,金屬間鍵合不足很常見,這可能導致焊接表面被切斷。 相反,過厚的金屬合金層在過熱或焊接時間過長的焊點中很常見,這將導致焊點的抗拉强度非常弱,如圖所示。
以上是對 PCB板 焊接方法.