PCB科技 - PCB最合適的焊接方法

1、印刷電路板浸錫效果

當熱的液態焊料溶解並滲透到待焊接金屬的表面時，它被稱為沾錫金屬或沾錫金屬。 焊料和銅的混合物分子與部分銅和部分焊料形成新合金。 這種溶劑作用稱為浸錫。 它在每個部分之間形成分子間鍵，形成金屬合金化合物。 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。 只有銅的表面沒有污染，並且由於暴露在空氣中而形成的氧化膜可以被錫染色，並且焊料和工作表面需要達到適當的溫度。

2.印刷電路板表面張力

每個人都熟悉水的表面張力，它使潤滑金屬板上的冷水滴保持球形，因為在本例中，使液體在固體表面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，並流出形成薄層。 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，囙此焊料是一個球體，以最小化其表面積（在相同體積下，與其他幾何形狀相比，球體具有最小的表面積，以滿足最低能量狀態的要求）。 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，才會出現理想的錫染色。

3.印刷電路板金屬合金複合物的生成

銅和錫之間的金屬間鍵形成晶粒。 晶粒的形狀和尺寸取決於焊接過程中溫度的持續時間和强度。 焊接時，較少的熱量可以形成精細的晶體結構，並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、溫度過高還是兩者兼而有之，都會導致粗糙的晶體結構，即砂質、脆性和低剪切强度。

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化合物。 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之間的連接表面上形成金屬合金鈷化合物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，金屬合金層的厚度為0.1mm。 在波峰焊和手工烙鐵焊接中，優良焊接點處的金屬間化合物結合厚度大多超過0.5mmÌ，因為焊接接頭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或更小， 這可以通過使焊接時間盡可能短來實現。

金屬合金共晶層的厚度取決於形成焊接點的溫度和時間。 理想情况下，焊接應在220°t的約2S內完成。在此條件下，銅和錫的化學擴散反應將產生適當數量的金屬合金連接資料cu3sn和Cu6Sn5，厚度約為0.5mm 。在冷焊縫或焊接過程中未升高到適當溫度的焊縫中，金屬間鍵不足很常見， 這可能導致焊接表面的切割。 相反，在加熱過度或焊接時間過長的焊接接頭中，金屬合金層過厚很常見，這將導致焊接接頭的抗拉强度非常弱，如圖所示。

4. 浸錫角度 印刷電路板

當焊料的共晶點溫度高於焊料的共晶點溫度約35℃時，當一滴焊料放置在塗有助焊劑的熱表面上時，會形成彎月面。 在某種程度上，可以通過彎月面的形狀來評估錫在金屬表面的能力。 如果焊料彎月面有明顯的咬邊，例如潤滑金屬板上的水滴，甚至趨於球形，則金屬不可焊接。 只有彎月面拉伸到小於30的值。 良好的焊接性只能在小角度下實現。