1、スズ浸漬効果

高温の液体はんだが溶解して金属表面に浸透すると、 PCB はんだ付けされることは、メタルボンディングまたはメタルボンディングと呼ばれます。 はんだと銅の混合物の分子は、一部が銅で一部がはんだである新しい合金を形成します。 この溶媒作用はスズ結合と呼ばれます。 PCBのさまざまな部分の間に分子間結合を形成し、金属合金化合物を作成します。 良好な分子間結合の形成は、PCB溶接ポイントの強度と品質を決定するPCB溶接プロセスの中核です。 スズは、銅の表面に汚染がなく、PCBが空気にさらされることによって酸化膜が形成され、はんだと作業面が適切な温度に達する必要がある場合にのみ染色できます。

2.表面張力

グリースを塗ったPCB金属板上で冷たい水滴を球形に保つ力である水の表面張力は誰もが知っています。この場合、固体表面に液体を拡散させる傾向がある付着力はその凝集力よりも小さいためです。 表面張力を下げるために温水と洗剤で洗ってください。 水はグリースを塗ったPCB金属プレートを飽和させ、外側に流れて薄い層を形成します。これは、接着力が凝集力よりも大きい場合に発生します。

スズ鉛はんだは水よりもさらに凝集性が高く、はんだを球形にして表面積を最小限に抑えます（同じ体積の場合、球は他の形状と比較して最小の表面積を持ち、最低エネルギー状態の要件を満たします）。 フラックスの影響は、グリースでコーティングされたPCB金属プレート上の洗剤の影響と同様です。 さらに、表面張力は、PCB表面の清浄度と温度にも大きく依存します。 接着エネルギーが表面エネルギー（凝集力）よりもはるかに大きい場合にのみ、PCBは理想的なスズ接着力を持つことができます。

3、錫角度付き

メニスカスは、はんだの共晶点から約35°C上にある、フラックスでコーティングされた高温のPCBの表面にはんだの滴が置かれると形成されます。 ある程度、PCBの金属表面がスズを付着させる能力は、メニスカスの形状によって評価できます。 メニスカスの底がはっきりしている場合、グリースを塗ったPCB金属プレート上の水滴のように見える場合、または球形になる傾向がある場合、金属ははんだ付けできません。 メニスカスだけが30未満のサイズに伸びました。 小さな角度は良好な溶接性を持っています。

4.金属合金化合物の生成

銅とスズの金属間化合物結合は、その形状とサイズがそれらが溶接される温度の持続時間と強度に依存する粒子を形成します。 溶接時の熱が少ないと微細な結晶構造が形成されるため、PCBは最高の強度を備えた優れた溶接スポットを形成します。 PCB溶接時間が長すぎるか、高温であるか、またはその両方が原因であるかどうかにかかわらず、反応時間が長すぎると、粗い結晶構造になり、せん断強度が低く、砂利や脆性になります。PCBの金属母材は銅、はんだ合金は錫鉛を使用しています。 鉛と銅は金属合金化合物を形成しませんが、スズは銅に浸透する可能性があります。 スズと銅の間の分子間結合は、はんだと金属の接合部で金属合金化合物Cu3SnとCu6Sn5を形成します。

金属合金層（n +ε相）は非常に薄くなければなりません。 PCBレーザー溶接では、金属合金層の厚さは数クラスで0.1mmです。 ウェーブはんだ付けや手はんだ付けでは、PCBの良好な溶接点の金属間結合の厚さが0.5μm以上です。 PCB溶接部のせん断強度は、金属合金層の厚さが増すにつれて低下するため、溶接時間をできるだけ短くして、金属合金層の厚さを1μm未満に保つことがしばしば試みられます。

金属合金層の厚さは、溶接スポットを形成する温度と時間に依存します。 理想的には、溶接は約220’t2sで完了する必要があります。 これらの条件下で、銅とスズの化学拡散反応により、約3μmの厚さの適切な金属合金結合材料Cu6SnとCu5Sn0.5が生成されます。 コールドはんだ接合または溶接中に適切な温度に上昇せず、PCB溶接面の切断につながる可能性があるはんだ接合では、不適切な金属間接合が一般的です。 対照的に、過熱または溶接された接合部で長く見られる厚すぎる金属合金層は、PCB接合部の引張強度を非常に弱くします。