1, učinak uranjanja kositra

Kada se vruće tečno lemilo otopi i prodre u metalnu površinu PCB lemljenje naziva se vezivanje metala ili vezivanje metala. Molekule mješavine lema i bakra tvore novu leguru koja je djelomično bakar, a djelomično lemi. Ovo otapajuće djelovanje naziva se vezivanje kositrom. Formira međumolekularnu vezu između različitih dijelova PCB -a, stvarajući spoj metalne legure. Stvaranje dobrih međumolekulskih veza jezgro je procesa zavarivanja PCB -a, koje određuje čvrstoću i kvalitetu tačaka za zavarivanje PCB -a. Kositar se može obojati samo ako je površina bakra bez onečišćenja i oksidnog filma nastalog uslijed izlaganja PCB -a zraku, a lem i radna površina moraju postići odgovarajuću temperaturu.

2. Površinska napetost

Svima je poznata površinska napetost vode, sila koja drži sferne kapljice hladne vode na podmazanoj metalnoj ploči od PCB -a, jer je u ovom slučaju prijanjanje koje teži difundiranju tekućine na čvrstu površinu manje od kohezije. Operite toplom vodom i deterdžentom kako biste smanjili površinsku napetost. Voda će zasititi podmazanu metalnu ploču od PCB -a i poteći prema van formirajući tanki sloj, koji nastaje ako je prianjanje veće od kohezije.

Lemljeno olovo je još kohezivnije od vode, pa lemljenje postaje sferno kako bi se smanjila njegova površina (za istu zapreminu, sfera ima najmanju površinu u odnosu na druge geometrije kako bi zadovoljila zahtjeve najnižeg energetskog stanja). Učinak fluksa sličan je učinku deterdženta na metalnu ploču PCB -a premazanu mašću. Osim toga, površinska napetost također uvelike ovisi o čistoći i temperaturi površine PCB -a. Samo kad je energija prianjanja mnogo veća od površinske energije (kohezija), PCB može imati idealno prianjanje kositra.

3, sa kosim uglom

Meniskus nastaje kada se kap lemljenja stavi na površinu vrućeg PCB-a obloženog fluksom približno 35 ° C iznad eutektičke tačke lema. U određenoj mjeri, sposobnost metalne površine PCB -a da zalijepi kositar može se procijeniti prema obliku meniskusa. Metal se ne može lemiti ako meniskus ima jasan donji rez, izgleda kao kapljice vode na podmazanoj metalnoj ploči od PCB -a ili čak ima tendenciju da bude sferičan. Samo se meniskus rastegao na veličinu manju od 30. Mali kut ima dobru zavarivost.

4. Generiranje spojeva metalnih legura

Intermetalne veze bakra i kositra tvore zrna čiji oblik i veličina ovise o trajanju i čvrstoći temperature na kojoj su zavareni. Manje topline tijekom zavarivanja može stvoriti finu kristalnu strukturu, što čini PCB odličnim mjestom za zavarivanje s najboljom čvrstoćom. Predugo vrijeme reakcije, bilo zbog predugog vremena zavarivanja PCB -a, previsoke temperature ili oboje, rezultirat će grubom kristalnom strukturom koja je šljunkovita i lomljiva s malom čvrstoćom na smicanje.Bakar se koristi kao metalni osnovni materijal za PCB, a kositar-olovo se koristi kao legura za lemljenje. Olovo i bakar neće stvarati nikakve spojeve metalnih legura, ali kositar može prodrijeti u bakar. Međumolekularna veza između kositra i bakra stvara spojeve metalnih legura Cu3Sn i Cu6Sn5 na spoju lemljenja i metala.

Sloj metalne legure (n +ε faza) mora biti vrlo tanak. Kod PCB laserskog zavarivanja debljina sloja metalne legure je 0.1 mm u klasi brojeva. Kod talasnog lemljenja i ručnog lemljenja, debljina intermetalne veze dobrih tačaka zavarivanja PCB -a je veća od 0.5μm. Budući da se posmična čvrstoća zavarenih spojeva smanjuje s povećanjem debljine sloja metalne legure, često se pokušava zadržati debljinu sloja metalne legure ispod 1 μm tako što se vrijeme zavarivanja održava što kraćim.

Debljina sloja metalne legure ovisi o temperaturi i vremenu formiranja mjesta zavarivanja. U idealnom slučaju, zavarivanje bi trebalo završiti za oko 220 ‘t 2s. U tim uvjetima, reakcija kemijske difuzije bakra i kositra proizvest će odgovarajuće materijale za vezanje legura metala Cu3Sn i Cu6Sn5 debljine oko 0.5μm. Neodgovarajuće međumetalno lijepljenje uobičajeno je u spojevima hladnog lemljenja ili lemnim spojevima koji se tijekom zavarivanja ne podignu na odgovarajuću temperaturu i mogu dovesti do odsjecanja površine zavarivanja PCB -a. Nasuprot tome, previše debeli slojevi metalnih legura, koji su predugo prisutni u pregrijanim ili zavarenim spojevima, rezultirat će vrlo slabom vlačnom čvrstoćom PCB spojeva.