1 ، تأثير غمس القصدير

عندما يذوب اللحام السائل الساخن ويخترق السطح المعدني لـ PCB كونه ملحومًا ، يطلق عليه الترابط المعدني أو الترابط المعدني. تشكل جزيئات خليط اللحام والنحاس سبيكة جديدة تتكون من نحاس وجزء لحام. يسمى هذا الفعل المذيب بربط القصدير. إنه يشكل رابطة بين الجزيئات بين الأجزاء المختلفة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، مما يؤدي إلى تكوين مركب سبيكة معدنية. إن تكوين روابط جيدة بين الجزيئات هو جوهر عملية لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والذي يحدد قوة وجودة نقاط لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لا يمكن تلطيخ القصدير إلا إذا كان سطح النحاس خاليًا من التلوث وتشكل طبقة الأكسيد بسبب تعرض ثنائي الفينيل متعدد الكلور للهواء ، ويحتاج اللحام وسطح العمل إلى الوصول إلى درجة الحرارة المناسبة.

2. التوتر السطحي

الجميع على دراية بالتوتر السطحي للماء ، القوة التي تحافظ على قطرات الماء البارد كروية على لوح معدني ثنائي الفينيل متعدد الكلور مدهون لأنه ، في هذه الحالة ، يكون الالتصاق الذي يميل إلى نشر السائل على سطح صلب أقل من تماسكه. يغسل بالماء الدافئ والمنظف لتقليل التوتر السطحي. سوف يشبع الماء اللوح المعدني المدهون PCB ويتدفق إلى الخارج لتشكيل طبقة رقيقة ، والتي تحدث إذا كان الالتصاق أكبر من التماسك.

يعتبر لحام القصدير والرصاص أكثر تماسكًا من الماء ، مما يجعل اللحام كرويًا لتقليل مساحة سطحه (بالنسبة لنفس الحجم ، يكون للكرة أصغر مساحة سطح مقارنة بأشكال هندسية أخرى لتلبية متطلبات أدنى حالة طاقة). تأثير التدفق مشابه لتأثير المنظف على لوحة PCB المعدنية المطلية بالشحم. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد التوتر السطحي أيضًا بشكل كبير على نظافة ودرجة حرارة سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. فقط عندما تكون طاقة الالتصاق أكبر بكثير من طاقة السطح (التماسك) ، يمكن أن يكون لثنائي الفينيل متعدد الكلور التصاق مثالي بالقصدير.

3 ، مع زاوية القصدير

يتشكل الغضروف المفصلي عندما يتم وضع قطرة من اللحام على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور ساخن ومغطى بالتدفق حوالي 35 درجة مئوية فوق نقطة الانصهار في اللحام. إلى حد ما ، يمكن تقييم قدرة السطح المعدني لثنائي الفينيل متعدد الكلور على لصق القصدير من خلال شكل الغضروف المفصلي. لا يكون المعدن قابلاً للحام إذا كان الغضروف المفصلي يحتوي على قطع سفلي واضح ، أو يشبه قطرات الماء على لوح معدني مدهون من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أو حتى يميل إلى أن يكون كرويًا. فقط الغضروف المفصلي امتد إلى حجم أقل من 30. الزاوية الصغيرة لديها قابلية لحام جيدة.

4. توليد مركبات السبائك المعدنية

تشكل الروابط بين المعادن من النحاس والقصدير حبيبات يعتمد شكلها وحجمها على مدة وقوة درجة الحرارة التي يتم لحامها بها. يمكن أن تشكل الحرارة الأقل أثناء اللحام بنية بلورية دقيقة ، مما يجعل PCB يشكل بقعة لحام ممتازة مع أفضل قوة. وقت التفاعل الطويل جدًا ، سواء كان ذلك بسبب وقت اللحام الطويل جدًا أو درجة الحرارة المرتفعة جدًا أو كليهما ، سيؤدي إلى بنية بلورية خشنة تكون حصوية وهشة مع قوة قص منخفضة.يستخدم النحاس كمواد أساسية معدنية لثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ويستخدم الرصاص القصدير كسبائك لحام. لن يشكل الرصاص والنحاس أي مركبات من السبائك المعدنية ، لكن القصدير يمكن أن يخترق النحاس. تشكل الرابطة بين الجزيئات بين القصدير والنحاس مركبات سبائك معدنية Cu3Sn و Cu6Sn5 عند تقاطع اللحام والمعدن.

يجب أن تكون طبقة السبائك المعدنية (الطور n +) رفيعة جدًا. في اللحام بالليزر PCB ، سماكة طبقة السبائك المعدنية هي 0.1mm في فئة العدد. في اللحام الموجي واللحام اليدوي ، يكون سمك الرابطة بين المعادن لنقاط اللحام الجيدة لثنائي الفينيل متعدد الكلور أكثر من 0.5 ميكرومتر. نظرًا لأن قوة القص لحامات PCB تتناقص مع زيادة سماكة طبقة السبيكة المعدنية ، فغالبًا ما تتم محاولة الحفاظ على سماكة طبقة السبيكة المعدنية أقل من 1 ميكرومتر عن طريق الحفاظ على وقت اللحام قصيرًا قدر الإمكان.

تعتمد سماكة طبقة السبائك المعدنية على درجة حرارة ووقت تشكيل بقعة اللحام. من الناحية المثالية ، يجب أن يكتمل اللحام في حوالي 220 قدمًا 2 ثانية. في ظل هذه الظروف ، سينتج تفاعل الانتشار الكيميائي للنحاس والقصدير مواد ربط سبيكة معدنية مناسبة Cu3Sn و Cu6Sn5 بسمك حوالي 0.5 ميكرومتر. يعتبر الترابط بين المعادن غير الكافي أمرًا شائعًا في مفاصل اللحام الباردة أو وصلات اللحام التي لا يتم رفعها إلى درجة الحرارة المناسبة أثناء اللحام ويمكن أن تؤدي إلى قطع سطح لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور. على النقيض من ذلك ، فإن طبقات السبائك المعدنية السميكة ، الشائعة في الوصلات شديدة الحرارة أو الملحومة لفترة طويلة جدًا ، ستؤدي إلى قوة شد ضعيفة جدًا لمفاصل ثنائي الفينيل متعدد الكلور.