1, tinndyppende effekt

Når varmt flytende loddetinn oppløses og trenger inn i metalloverflaten på PCB blir loddet, kalles det metallbinding eller metallbinding. Molekylene i blandingen av lodde og kobber danner en ny legering som er en del kobber og en del loddetinn. Denne løsningsmiddelvirkningen kalles tinnbinding. Det danner en intermolekylær binding mellom de forskjellige delene av PCB, og skaper en metalllegeringsforbindelse. Dannelsen av gode intermolekylære bindinger er kjernen i PCB -sveiseprosessen, som bestemmer styrken og kvaliteten på PCB -sveisepunkter. Tinn kan bare beises hvis kobberoverflaten er fri for forurensning og oksydfilm dannes på grunn av PCB -eksponering for luft, og loddetinnet og arbeidsflaten må nå riktig temperatur.

2. Overflatespenning

Alle er kjent med overflatespenningen til vann, kraften som holder kaldt vanndråper sfæriske på en smurt PCB -metallplate, fordi i dette tilfellet er vedheftet som har en tendens til å diffundere væsken på en fast overflate mindre enn kohesjonen. Vask med varmt vann og vaskemiddel for å redusere overflatespenningen. Vannet vil mette den smurte PCB -metallplaten og strømme utover for å danne et tynt lag, som oppstår hvis vedheftet er større enn kohesjonen.

Tinn-bly loddetinn er enda mer sammenhengende enn vann, noe som gjør loddet sfærisk for å minimere overflatearealet (for samme volum har sfæren det minste overflatearealet sammenlignet med andre geometrier for å oppfylle kravene til laveste energitilstand). Effekten av fluss er lik virkningen av vaskemiddel på PCB -metallplaten belagt med fett. I tillegg er overflatespenningen også sterkt avhengig av renheten og temperaturen på PCB -overflaten. Bare når vedheftsenergien er mye større enn overflatenergien (kohesjon), kan kretskortet ha den ideelle tinnadhesjonen.

3, med tinnvinkel

En menisk dannes når en dråpe loddetinn plasseres på overflaten av et varmt, flussbelagt PCB omtrent 35 ° C over det eutektiske punktet for loddetinn. Til en viss grad kan metalloverflaten på et PCB til å feste tinn evalueres av meniskens form. Metallet kan ikke loddes hvis menisken har et klart bunnsnitt, ser ut som vanndråper på en smurt PCB -metallplate eller til og med har en tendens til å være sfærisk. Bare menisken strakte seg til en størrelse mindre enn 30. Den lille vinkelen har god sveisbarhet.

4. Generering av metalllegeringsforbindelser

De intermetalliske bindinger av kobber og tinn danner korn hvis form og størrelse avhenger av varigheten og styrken til temperaturen de sveises ved. Mindre varme under sveising kan danne en fin krystallstruktur, noe som gjør PCB -et til et utmerket sveisested med den beste styrken. For lang reaksjonstid, enten det skyldes PCB -sveisingstid for lang, for høy temperatur eller begge deler, vil resultere i en grov krystallinsk struktur som er grusaktig og sprø med lav skjærfasthet.Kobber brukes som metallbase-materiale i PCB, og tinn-bly brukes som lodde-legering. Bly og kobber vil ikke danne noen metalllegeringsforbindelser, men tinn kan trenge inn i kobber. Den intermolekylære bindingen mellom tinn og kobber danner metalllegeringsforbindelser Cu3Sn og Cu6Sn5 ved lodde- og metallkrysset.

Metalllegeringslaget (n +ε fase) må være veldig tynt. Ved PCB -lasersveising er tykkelsen på metalllegeringslaget 0.1 mm i tallklasse. Ved bølgelodding og manuell lodding er tykkelsen på intermetallbinding av gode sveisepunkter på PCB mer enn 0.5 μm. Fordi skjærstyrken til PCB -sveiser reduseres når tykkelsen på metalllegeringen øker, blir det ofte forsøkt å holde tykkelsen på metalllegeringen under 1 μm ved å holde sveisetiden så kort som mulig.

Tykkelsen på metalllegeringslaget avhenger av temperaturen og tidspunktet for sveising av flekker. Ideelt sett bør sveisingen fullføres på omtrent 220 ‘t 2s. Under disse forholdene vil den kjemiske diffusjonsreaksjonen av kobber og tinn produsere passende metalllegeringsbindende materialer Cu3Sn og Cu6Sn5 med en tykkelse på omtrent 0.5μm. Utilstrekkelig intermetallbinding er vanlig i kalde loddeskjøter eller loddeskjøter som ikke blir hevet til riktig temperatur under sveising og kan føre til kutt av PCB -sveiseflaten. I kontrast vil for tykke metalllegeringslag, vanlig i overopphetede eller sveisede skjøter for lenge, resultere i svært svak strekkfasthet for PCB -ledd.