1, 주석 침지 효과

뜨거운 액체 솔더가 용해되어 금속 표면을 관통할 때 PCB 납땜하는 것을 금속 본딩 또는 금속 본딩이라고 합니다. 땜납과 구리 혼합물의 분자는 일부는 구리이고 일부는 땜납인 새로운 합금을 형성합니다. 이 용매 작용을 주석 결합이라고 합니다. PCB의 다양한 부분 사이에 분자간 결합을 형성하여 금속 합금 화합물을 생성합니다. 좋은 분자간 결합의 형성은 PCB 용접 지점의 강도와 품질을 결정하는 PCB 용접 공정의 핵심입니다. 주석은 구리 표면에 오염이 없고 PCB가 공기에 노출되어 산화 피막이 형성되고 솔더와 작업 표면이 적절한 온도에 도달해야 하는 경우에만 얼룩이 질 수 있습니다.

2. 표면 장력

모든 사람은 물의 표면 장력, 기름칠된 PCB 금속판에서 차가운 물방울을 구형으로 유지하는 힘에 대해 잘 알고 있습니다. 이 경우 고체 표면에 액체를 확산시키는 경향이 있는 접착력이 응집력보다 적기 때문입니다. 표면 장력을 줄이기 위해 따뜻한 물과 세제로 씻으십시오. 물은 기름칠된 PCB 금속판을 포화시키고 바깥쪽으로 흘러 얇은 층을 형성하는데, 이는 접착력이 응집력보다 클 경우 발생합니다.

주석 납 솔더는 물보다 훨씬 더 응집력이 있어 솔더를 구형으로 만들어 표면적을 최소화합니다(동일한 부피의 경우 구형은 가장 낮은 에너지 상태의 요구 사항을 충족하기 위해 다른 형상에 비해 표면적이 가장 작음). 플럭스의 효과는 그리스로 코팅된 PCB 금속판에 세제가 미치는 영향과 유사합니다. 또한 표면 장력은 PCB 표면의 청결도와 온도에 크게 좌우됩니다. 접착 에너지가 표면 에너지(응집력)보다 훨씬 클 때만 PCB가 이상적인 주석 접착을 가질 수 있습니다.

3, 주석 각도

메니스커스는 솔더의 공융점보다 약 35°C 높은 온도의 플럭스 코팅된 PCB 표면에 솔더 한 방울을 놓을 때 형성됩니다. 어느 정도까지는 PCB의 금속 표면이 주석을 접착하는 능력을 메니스커스의 모양으로 평가할 수 있습니다. 메니스커스의 바닥이 명확하거나 기름칠된 PCB 금속판에 물방울처럼 보이거나 구형인 경향이 있는 경우 금속을 납땜할 수 없습니다. 반월상연골만 30보다 작은 크기로 늘어납니다. 작은 앵글은 용접성이 좋습니다.

4. 금속 합금 화합물의 생성

구리와 주석의 금속간 결합은 용접되는 온도의 지속 시간과 강도에 따라 모양과 크기가 달라지는 입자를 형성합니다. 용접 시 열이 적게 발생하여 미세한 결정 구조를 형성할 수 있어 PCB가 최고의 강도로 우수한 용접 지점을 형성합니다. PCB 용접 시간이 너무 길든, 온도가 너무 높든, 아니면 둘 다든 상관없이 반응 시간이 너무 길면 전단 강도가 낮고 자갈이 많고 부서지기 쉬운 거친 결정 구조가 생성됩니다.구리는 PCB의 금속 모재로 사용되며 주석-납은 땜납 합금으로 사용됩니다. 납과 구리는 금속 합금 화합물을 형성하지 않지만 주석은 구리에 침투할 수 있습니다. 주석과 구리 사이의 분자간 결합은 땜납과 금속 접합부에서 금속 합금 화합물 Cu3Sn 및 Cu6Sn5를 형성합니다.

금속합금층(n+ε상)은 매우 얇아야 한다. PCB 레이저 용접에서 금속 합금 층의 두께는 숫자 등급에서 0.1mm입니다. 웨이브 솔더링 및 수동 솔더링에서 PCB의 양호한 용접 지점의 금속간 접합 두께는 0.5μm 이상입니다. PCB 용접부의 전단강도는 금속합금층의 두께가 증가할수록 감소하기 때문에 용접시간을 최대한 짧게 유지하여 금속합금층의 두께를 1μm 이하로 유지하려는 시도가 많다.

금속 합금 층의 두께는 용접 지점을 형성하는 온도와 시간에 따라 달라집니다. 이상적으로, 용접은 약 220’t 2s 내에 완료되어야 합니다. 이러한 조건에서 구리와 주석의 화학적 확산 반응은 약 3μm 두께의 적절한 금속 합금 결합 재료인 Cu6Sn 및 Cu5Sn0.5를 생성합니다. 부적절한 금속간 접합은 용접 중 적절한 온도로 올라가지 않고 PCB 용접 표면이 잘릴 수 있는 콜드 솔더 조인트 또는 솔더 조인트에서 일반적입니다. 대조적으로, 과열되거나 용접된 조인트에서 흔히 볼 수 있는 너무 두꺼운 금속 합금 층은 PCB 조인트의 인장 강도를 매우 약하게 만듭니다.