PCB科技 - PCB焊接方法及使用高TG資料的原因

PCB電路板 焊接方法

1、浸沒錫效應

當熱的液態焊料溶解並穿透正在焊接的PCB的金屬表面時，它被稱為金屬中的錫或金屬中的錫。 焊料和銅分子的混合物形成了新的銅和部分焊料合金。 這種溶劑叫做錫。 它在PCB的各個部分之間形成分子間鍵，以生成金屬合金化合物。 良好的分子間鍵形成是PCB焊接過程的覈心，它决定了PCB焊接接頭的强度和質量。 只有銅表面沒有污染，並且沒有由於PCB暴露在空氣中而形成的氧化膜，以接觸錫，焊料和工作表面需要達到適當的溫度。

2、表面張力

每個人都熟悉水的表面張力, 使冷水滴停留在 塗有油脂的印刷電路板 金屬板毬形, 因為在這種情況下, 液體在固體表面上的粘附力小於其內聚力. 用溫水和洗滌劑清洗，以降低表面張力. 水會浸泡 塗有油脂的印刷電路板 金屬板並向外流動以形成薄金屬板. 如果粘附力大於內聚力，則可能發生這種情況.

錫鉛焊料的內聚力甚至大於水的內聚力，使焊料成為一個球體，以减少其表面積（對於相同體積，與其他幾何形狀相比，球體的表面積較小，以滿足低能狀態的要求。要求）。

助焊劑的作用類似於清潔劑對塗有潤滑脂的PCB金屬板的作用. 此外, 表面張力在很大程度上取決於PCB表面的清潔度和溫度. Only when the adhesion energy is much greater than the surface energy (cohesion), PCB是理想的浸錫資料.

3、展田角

當焊料的共晶點溫度比焊料的共晶點溫度高約35°C時，一滴焊料滴在熱焊接PCB的表面上，形成彎月面。 在一定程度上，可以通過彎月面的外觀來評估PCB金屬表面與錫的附著力。 如果焊料彎月面有明顯的咬邊，形狀類似於塗有油脂的PCB金屬板上的水滴，甚至趨於球形，則無法焊接金屬。 只有彎月面的長度小於30。 角度小，焊接性好。

4、金屬合金的生產

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溫度的持續時間和强度。 焊接過程中熱量較少，可以形成精細的晶體結構，囙此PCB板可以形成具有强度的良好焊點。 反應時間過長，無論是由於PCB焊接時間過長或溫度過高或兩者兼而有之，都會導致粗糙的晶體結構，即砂質和脆性，剪切强度低。 銅用作印刷電路板的金屬基板，錫鉛用作焊料合金。 鉛和銅不會形成任何金屬合金化合物，但錫可以滲透到銅中。 錫和銅的分子間鍵在焊料和金屬的結合表面形成金屬合金化合物Cu3Sn和Cu6Sn5。

金屬合金層（N相+ε相）必須非常薄。 在PCB鐳射焊接中，金屬合金層的厚度為0.1毫米。 在波峰焊和手工焊接中，PCB電路板焊點的金屬間結合層厚度大於0.5m米。由於PCB焊點的剪切强度隨著金屬合金層厚度的新增而降低， 通常儘量縮短焊接時間，將金屬合金層的厚度控制在1mm以下。

金屬合金鈷複合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下約2秒內完成。在此條件下，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， 厚度約為0.5mm。冷焊接頭中通常出現金屬間連接不足或焊接過程中溫度未升高到適當溫度。 這可能會導致PCB焊接表面被切斷。 相反，在過熱或焊接時間過長的焊點中，過厚的金屬合金層將導致PCB焊點的抗拉强度非常弱。

使用高TG資料的原因

除了PCB生產中的基本FR-4資料外，一些客戶還表示資料中要使用高TG資料，那麼為什麼在PCB生產中使用高TG資料呢？

PCB生產中使用的TG全稱為玻璃化溫度，代表玻璃化溫度。 電路板必須阻燃，在一定溫度下不能燃燒，但只能軟化。 此時的溫度點稱為玻璃化轉變溫度（Tg點），該值與PCB板的尺寸穩定性有關。 TG值越高，PCB的耐溫性越好。 當溫度上升到某一區域時，基板將從“玻璃狀”變為“橡膠狀”。 該溫度稱為板材的玻璃化轉變（Tg）溫度。 換句話說，Tg是基板保持高溫（攝氏度）的溫度。 也就是說，普通PCB基板資料不僅會產生膨脹、變形、熔化等現象，而且在高溫下機械效能和電力特性會急劇下降。

基板熱重的新增將增强和改善深圳電路板的耐熱性、防潮性、耐化學性和電阻穩定性。 TG值越高，電路板的溫度等效能越好，特別是在無鉛製造過程中，高TG的應用越來越多。

高Tg表示高耐熱性。 隨著電子工業的快速發展，特別是以電腦為代表的電子產品，高功能性、高多層的發展對PCB基板資料的耐熱性提出了更高的要求，作為重要保證。 以SMT和CMT為代表的高密度安裝科技的出現和發展使得PCB越來越離不開基板在小孔徑、精細佈線和薄化方面的高耐熱性支持。 這也是PCB生產中使用高TG資料的一個重要原因。

因此, PCB生產中, 普通FR-4和高Tg FR-4之間的區別在於機械強度, 尺寸穩定性, 粘附性, 以及資料在熱狀態下的吸水率, 尤其是在吸濕後加熱時. 效能有差异, 熱分解, 熱膨脹和其他條件. 高Tg產品明顯優於普通產品 PCB基板資料.