1, efecto de mergullo de estaño

Cando a soldadura líquida quente se disolve e penetra na superficie metálica do PCB ao soldarse, chámase unión de metal ou unión de metal. As moléculas da mestura de soldadura e cobre forman unha nova aliaxe que forma parte cobre e parte soldada. Esta acción solvente chámase enlace de estaño. Forma un enlace intermolecular entre as distintas partes do PCB, creando un composto de aliaxe metálica. A formación de bos enlaces intermoleculares é o núcleo do proceso de soldadura de PCB, que determina a resistencia e a calidade dos puntos de soldadura de PCB. A lata só pode mancharse se a superficie de cobre está libre de contaminación e se forma película de óxido debido á exposición ao PCB de aire e a soldadura e a superficie de traballo precisan alcanzar a temperatura adecuada.

2. Tensión superficial

Todo o mundo está familiarizado coa tensión superficial da auga, a forza que mantén as gotas de auga fría esféricas sobre unha placa metálica de PCB engraxada porque, neste caso, a adhesión que tende a difundir o líquido nunha superficie sólida é inferior á súa cohesión. Lavar con auga morna e deterxente para reducir a tensión superficial. A auga saturará a placa metálica de PCB engraxada e fluirá cara a fóra para formar unha fina capa, que se produce se a adhesión é maior que a cohesión.

A soldadura con estaño e chumbo é aínda máis cohesionada que a auga, o que fai que a soldadura sexa esférica para minimizar a súa superficie (para o mesmo volume, a esfera ten a superficie máis pequena en comparación con outras xeometrías para cumprir os requisitos do estado de enerxía máis baixo). O efecto do fluxo é similar ao do deterxente sobre a placa metálica do PCB recuberta de graxa. Ademais, a tensión superficial tamén depende moito da limpeza e temperatura da superficie do PCB. Só cando a enerxía de adhesión é moito maior que a enerxía superficial (cohesión), o PCB pode ter a adhesión ideal de estaño.

3, con ángulo de estaño

Un menisco fórmase cando se coloca unha gota de soldadura na superficie dun PCB quente e revestido de fluxo aproximadamente a 35 ° C por encima do punto eutéctico de soldadura. En certa medida, a capacidade da superficie metálica dun PCB para pegar estaño pódese avaliar pola forma do menisco. O metal non se pode soldar se o menisco ten un fondo claro claro, semella pingas de auga nunha placa metálica de PCB engraxada ou incluso tende a ser esférico. Só o menisco estirouse ata un tamaño inferior a 30. O pequeno ángulo ten boa soldabilidade.

4. A xeración de compostos de aliaxes metálicas

Os enlaces intermetálicos de cobre e estaño forman grans cuxa forma e tamaño dependen da duración e resistencia da temperatura á que se soldan. Menos calor durante a soldadura pode formar unha fina estrutura cristalina, o que fai que o PCB forme un excelente punto de soldadura coa mellor resistencia. Un tempo de reacción demasiado longo, xa sexa debido ao tempo de soldadura do PCB demasiado longo, a unha temperatura demasiado alta ou a ambos, producirá unha estrutura cristalina rugosa que é grava e quebradiza con pouca resistencia ao corte.O cobre úsase como material de base metálico do PCB e o chumbo de estaño úsase como aliaxe de soldadura. O chumbo e o cobre non formarán ningún composto de aliaxe metálica, pero o estaño pode penetrar no cobre. O enlace intermolecular entre estaño e cobre forma compostos de aliaxe metálica Cu3Sn e Cu6Sn5 na unión de soldadura e metal.

A capa de aliaxe metálica (fase n + ε) debe ser moi delgada. Na soldadura con láser PCB, o espesor da capa de aliaxe de metal é de 0.1 mm na clase de número. Na soldadura por ondas e na soldadura manual, o espesor do enlace intermetal dos bos puntos de soldadura do PCB é superior a 0.5 μm. Debido a que a resistencia ao corte das soldaduras de PCB diminúe a medida que aumenta o espesor da capa de aleación metálica, a miúdo téntase manter o espesor da capa de aleación metálica por baixo de 1 μm mantendo o tempo de soldadura o máis curto posible.

O espesor da capa de aliaxe metálica depende da temperatura e do tempo de formación do punto de soldadura. Idealmente, a soldadura debería completarse nuns 220 ‘t 2s. Nestas condicións, a reacción de difusión química do cobre e do estaño producirá materiais adecuados de unión de aliaxes metálicas Cu3Sn e Cu6Sn5 cun espesor duns 0.5 μm. A unión intermetal inadecuada é común en xuntas de soldadura en frío ou xuntas de soldadura que non se elevan á temperatura adecuada durante a soldadura e poden provocar un corte da superficie de soldadura do PCB. Pola contra, as capas de aliaxe metálica demasiado grosas, comúns en xuntas sobrecalentadas ou soldadas durante demasiado tempo, producirán unha resistencia á tracción moi débil das xuntas de PCB.