1, ефект на потапяне на калай

Когато гореща течна спойка се разтвори и проникне в металната повърхност на PCB като се запоява, се нарича метално свързване или свързване на метал. Молекулите на сместа от спойка и мед образуват нова сплав, която е частично мед и частично спойка. Това разтворително действие се нарича свързване с калай. Той образува междумолекулна връзка между различните части на печатната платка, създавайки съединение от метална сплав. Образуването на добри междумолекулни връзки е ядрото на процеса на заваряване на печатни платки, което определя здравината и качеството на точките на заваряване на печатни платки. Калайът може да бъде оцветен само ако медната повърхност е без замърсяване и оксиден филм, образуван поради излагане на ПХБ на въздух, а спойката и работната повърхност трябва да достигнат подходящата температура.

2. Повърхностно напрежение

Всеки е запознат с повърхностното напрежение на водата, силата, която държи капчиците студена вода сферични върху омаслена метална платка от ПХБ, тъй като в този случай адхезията, която има тенденция да разсейва течността върху твърда повърхност, е по -малка от нейната кохезия. Измийте с топла вода и препарат за намаляване на повърхностното напрежение. Водата ще насити омазнената метална плоча от ПХБ и ще потече навън, за да образува тънък слой, който се получава, ако адхезията е по -голяма от сцеплението.

Калаеното оловно спойка е дори по-сплотено от водата, което прави спойката сферична, за да се сведе до минимум нейната повърхност (за същия обем сферата има най-малката повърхност в сравнение с други геометрии, за да отговори на изискванията за най-ниско енергийно състояние). Ефектът на флюса е подобен на този на детергента върху металната плоча на печатни платки, покрита с грес. В допълнение, повърхностното напрежение също силно зависи от чистотата и температурата на повърхността на печатни платки. Само когато енергията на сцепление е много по -голяма от повърхностната енергия (кохезия), ПХБ може да има идеалната адхезия на калай.

3, с ламаринен ъгъл

Менискус се образува, когато капка спойка се постави върху повърхността на гореща, покрита с поток ПХБ приблизително 35 ° C над евтектичната точка на спойка. До известна степен способността на металната повърхност на ПХБ да залепва калай може да бъде оценена по формата на менискуса. Металът не може да се запоява, ако менискусът има ясен дънен разрез, прилича на капчици вода върху намаслена метална платка от ПХБ или дори има тенденция да е сферичен. Само менискусът се простира до размер по -малък от 30. Малкият ъгъл има добра заваряемост.

4. Генерирането на съединения от метални сплави

Интерметалните връзки на мед и калай образуват зърна, чиято форма и размер зависят от продължителността и здравината на температурата, при която са заварени. По -малко топлина по време на заваряването може да образува фина кристална структура, което прави печатната платка отлично място за заваряване с най -добра якост. Твърде дългото време на реакция, независимо дали поради твърде дълго време на заваряване на ПХБ, твърде висока температура или и двете, ще доведе до груба кристална структура, която е чакълена и чуплива с ниска якост на срязване.Медта се използва като метален основен материал на печатни платки, а калай-оловото се използва като сплав за спойка. Оловото и медта няма да образуват съединения на метални сплави, но калайът може да проникне в медта. Междумолекулната връзка между калай и мед образува съединения от метални сплави Cu3Sn и Cu6Sn5 на мястото на спойка и метал.

Слоят от метална сплав (n +ε фаза) трябва да е много тънък. При лазерно заваряване на печатни платки дебелината на слоя от метална сплав е 0.1 мм в числовия клас. При запояване с вълни и ръчно запояване дебелината на междуметалната връзка на добрите точки на заваряване на печатни платки е повече от 0.5 μm. Тъй като якостта на срязване на PCB заварки намалява с увеличаване на дебелината на слоя от метална сплав, често се опитва да се задържи дебелината на слоя от метална сплав под 1 μm, като се поддържа възможно най -кратко време на заваряване.

Дебелината на слоя от метална сплав зависи от температурата и времето на образуване на мястото на заваряване. В идеалния случай заваряването трябва да завърши за около 220 ‘t 2s. При тези условия химическата дифузионна реакция на мед и калай ще доведе до подходящи свързващи материали от метални сплави Cu3Sn и Cu6Sn5 с дебелина около 0.5 μm. Неадекватното междуметално свързване е често срещано при фуги със студено спояване или спойки, които не се повишават до подходящата температура по време на заваряването и могат да доведат до отрязване на повърхността на заварената платка. За разлика от това, твърде дебелите слоеве от метални сплави, често срещани в прегряти или заварени съединения за твърде дълго време, ще доведат до много слаба якост на опън на съединенията на ПХБ.