1, efecto de inmersión de estaño

Cuando la soldadura líquida caliente se disuelve y penetra en la superficie metálica del PCB Al soldarse, se denomina unión de metales o unión de metales. Las moléculas de la mezcla de soldadura y cobre forman una nueva aleación que es en parte cobre y en parte soldadura. Esta acción de solvente se llama enlace de estaño. Forma un enlace intermolecular entre las diversas partes de la PCB, creando un compuesto de aleación de metal. La formación de buenos enlaces intermoleculares es el núcleo del proceso de soldadura de PCB, que determina la resistencia y la calidad de los puntos de soldadura de PCB. El estaño se puede teñir solo si la superficie de cobre está libre de contaminación y se forma una película de óxido debido a la exposición de PCB al aire, y la soldadura y la superficie de trabajo deben alcanzar la temperatura adecuada.

2. Tensión superficial

Todo el mundo conoce la tensión superficial del agua, la fuerza que mantiene esféricas las gotas de agua fría sobre una placa de PCB engrasada porque, en este caso, la adherencia que tiende a difundir el líquido sobre una superficie sólida es menor que su cohesión. Lave con agua tibia y detergente para reducir la tensión superficial. El agua saturará la placa metálica de PCB engrasada y fluirá hacia afuera para formar una capa delgada, lo que ocurre si la adherencia es mayor que la cohesión.

La soldadura de estaño-plomo es incluso más cohesiva que el agua, lo que hace que la soldadura sea esférica para minimizar su área de superficie (para el mismo volumen, la esfera tiene el área de superficie más pequeña en comparación con otras geometrías para cumplir con los requisitos del estado de energía más baja). El efecto del fundente es similar al del detergente sobre la placa metálica de PCB recubierta de grasa. Además, la tensión superficial también depende en gran medida de la limpieza y la temperatura de la superficie de la PCB. Solo cuando la energía de adhesión es mucho mayor que la energía de la superficie (cohesión), el PCB puede tener la adhesión de estaño ideal.

3, con ángulo de estaño

Se forma un menisco cuando se coloca una gota de soldadura en la superficie de una PCB caliente recubierta de fundente aproximadamente a 35 ° C por encima del punto eutéctico de la soldadura. Hasta cierto punto, la capacidad de la superficie metálica de un PCB para pegar estaño puede evaluarse por la forma del menisco. El metal no se puede soldar si el menisco tiene un corte inferior claro, parece gotas de agua en una placa de metal PCB engrasada o incluso tiende a ser esférico. Solo el menisco se estiró a un tamaño inferior a 30. El pequeño ángulo tiene buena soldabilidad.

4. La generación de compuestos de aleaciones metálicas

Los enlaces intermetálicos de cobre y estaño forman granos cuya forma y tamaño dependen de la duración y resistencia de la temperatura a la que se sueldan. Menos calor durante la soldadura puede formar una estructura de cristal fino, lo que hace que la PCB forme un excelente punto de soldadura con la mejor resistencia. Un tiempo de reacción demasiado largo, ya sea debido a un tiempo de soldadura de PCB demasiado largo, una temperatura demasiado alta o ambos, dará como resultado una estructura cristalina rugosa que es grava y quebradiza con baja resistencia al cizallamiento.El cobre se utiliza como material de base metálica de PCB y el estaño-plomo se utiliza como aleación de soldadura. El plomo y el cobre no forman compuestos de aleación metálica, pero el estaño puede penetrar en el cobre. El enlace intermolecular entre el estaño y el cobre forma compuestos de aleación de metal Cu3Sn y Cu6Sn5 en la soldadura y la unión del metal.

La capa de aleación de metal (fase n + ε) debe ser muy fina. En la soldadura por láser de PCB, el grosor de la capa de aleación de metal es de 0.1 mm en la clase numérica. En la soldadura por ola y la soldadura manual, el grosor de la unión entre metales de los buenos puntos de soldadura de PCB es superior a 0.5 μm. Debido a que la resistencia al cizallamiento de las soldaduras de PCB disminuye a medida que aumenta el grosor de la capa de aleación de metal, a menudo se intenta mantener el grosor de la capa de aleación de metal por debajo de 1 μm manteniendo el tiempo de soldadura lo más corto posible.

El grosor de la capa de aleación de metal depende de la temperatura y el tiempo de formación del punto de soldadura. Idealmente, la soldadura debería completarse en aproximadamente 220 ‘t 2s. En estas condiciones, la reacción de difusión química del cobre y el estaño producirá materiales aglutinantes de aleación de metal apropiados Cu3Sn y Cu6Sn5 con un espesor de aproximadamente 0.5 μm. La unión intermetal inadecuada es común en uniones de soldadura en frío o uniones de soldadura que no se elevan a la temperatura adecuada durante la soldadura y pueden provocar un corte de la superficie de soldadura de PCB. Por el contrario, las capas de aleación de metal demasiado gruesas, comunes en uniones sobrecalentadas o soldadas durante demasiado tiempo, darán como resultado una resistencia a la tracción muy débil de las uniones de PCB.