1, učinak uranjanja kositra

Kada se vruće tekuće lemljenje otopi i prodre u metalnu površinu PCB lemljenjem naziva se metalno vezivanje ili vezivanje metala. Molekule smjese lemljenja i bakra tvore novu leguru koja je djelomično bakar, a djelomično lemi. Ovo otapajuće djelovanje naziva se vezivanje kositrom. Tvori međumolekularnu vezu između različitih dijelova PCB -a, stvarajući spoj metalne legure. Stvaranje dobrih međumolekulskih veza jezgra je procesa zavarivanja PCB -a, koji određuje čvrstoću i kvalitetu točaka zavarivanja 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 doseći 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 tom slučaju prianjanje koje teži raspršiti tekućinu na čvrstoj površini manje od njezine kohezije. Operite toplom vodom i deterdžentom kako biste smanjili površinsku napetost. Voda će zasititi podmazanu metalnu ploču od PCB -a i teći prema van formirajući tanki sloj, što se događa ako je prianjanje veće od kohezije.

Limeno-olovno lemljenje je čak i kohezivnije od vode, pa lemljenje postaje sferno kako bi se smanjila njegova površina (za isti volumen kugla ima najmanju površinu u usporedbi s drugim geometrijama 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 puno veća od površinske energije (kohezija), PCB može imati idealno prianjanje kositra.

3, s kosim kutom

Meniskus nastaje kada se kap lemljenja stavi na površinu vrućeg PCB-a obloženog fluksom približno 35 ° C iznad eutektičke točke lema. U određenoj mjeri, sposobnost metalne površine PCB -a da zalijepi kositar može se procijeniti prema obliku meniska. Metal nije lemljiv ako meniskus ima jasan donji rez, izgleda poput kapljica 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 izvrsnim 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 šljunčana 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 tvori 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 valovitog lemljenja i ručnog lemljenja debljina intermetalne veze dobrih točaka 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 da vrijeme zavarivanja bude što kraće.

Debljina sloja metalne legure ovisi o temperaturi i vremenu formiranja mjesta zavarivanja. U idealnom slučaju, zavarivanje bi trebalo biti dovršeno za otprilike 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 0.5 μm. Neodgovarajuće međumetalno lijepljenje uobičajeno je u hladnim lemnim spojevima 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 predugi u pregrijanim ili zavarenim spojevima, rezultirat će vrlo slabom vlačnom čvrstoćom PCB spojeva.