1, efeito de imersão em estanho

Quando a solda líquida quente se dissolve e penetra na superfície metálica do PCB sendo soldado, é chamado de ligação de metal ou ligação de metal. As moléculas da mistura de solda e cobre formam uma nova liga que é parte cobre e parte solda. Essa ação do solvente é chamada de ligação de estanho. Ele forma uma ligação intermolecular entre as várias partes do PCB, criando um composto de liga metálica. A formação de boas ligações intermoleculares é o núcleo do processo de soldagem de PCB, que determina a resistência e a qualidade dos pontos de soldagem de PCB. O estanho pode ser manchado apenas se a superfície de cobre estiver livre de contaminação e se formar uma película de óxido devido à exposição do PCB ao ar, e se a solda e a superfície de trabalho precisarem atingir a temperatura apropriada.

2. Tensão superficial

Todos estão familiarizados com a tensão superficial da água, a força que mantém as gotas de água fria esféricas em uma placa de PCB untada porque, neste caso, a adesão que tende a difundir o líquido em uma superfície sólida é menor que sua coesão. Lave com água morna e detergente para reduzir a tensão superficial. A água vai saturar a placa de metal PCB untada e fluir para fora para formar uma camada fina, que ocorre se a adesão for maior do que a coesão.

A solda de chumbo-estanho é ainda mais coesa do que a água, tornando a solda esférica para minimizar sua área de superfície (para o mesmo volume, a esfera tem a menor área de superfície em comparação com outras geometrias para atender aos requisitos do estado de menor energia). O efeito do fluxo é semelhante ao do detergente na placa de metal PCB revestida com graxa. Além disso, a tensão superficial também depende muito da limpeza e da temperatura da superfície do PCB. Somente quando a energia de adesão é muito maior que a energia de superfície (coesão), o PCB pode ter a adesão ideal de estanho.

3, com ângulo de estanho

Um menisco é formado quando uma gota de solda é colocada na superfície de um PCB revestido com fluxo quente, aproximadamente 35 ° C acima do ponto eutético da solda. Até certo ponto, a capacidade da superfície metálica de um PCB de grudar estanho pode ser avaliada pela forma do menisco. O metal não é soldável se o menisco tem um corte inferior claro, se parece com gotas de água em uma placa de metal PCB untada ou mesmo tende a ser esférico. Apenas o menisco se alongou para um tamanho inferior a 30. O ângulo pequeno tem boa soldabilidade.

4. A geração de compostos de ligas metálicas

As ligações intermetálicas de cobre e estanho formam grãos cuja forma e tamanho dependem da duração e da resistência à temperatura na qual são soldados. Menos calor durante a soldagem pode formar uma estrutura de cristal fina, o que torna o PCB um excelente ponto de soldagem com a melhor resistência. O tempo de reação muito longo, seja devido ao tempo de soldagem de PCB muito longo, temperatura muito alta ou ambos, resultará em uma estrutura cristalina áspera que é cascalho e quebradiça com baixa resistência ao cisalhamento.O cobre é usado como material de base de metal do PCB e o estanho-chumbo é usado como liga de solda. O chumbo e o cobre não formarão nenhum composto de liga metálica, mas o estanho pode penetrar no cobre. A ligação intermolecular entre o estanho e o cobre forma compostos de liga metálica Cu3Sn e Cu6Sn5 na solda e na junção do metal.

A camada de liga metálica (fase n + ε) deve ser muito fina. Na soldagem a laser PCB, a espessura da camada de liga de metal é de 0.1 mm na classe de número. Na soldagem por onda e na soldagem manual, a espessura da ligação intermetálica de bons pontos de soldagem de PCB é superior a 0.5 μm. Como a resistência ao cisalhamento das soldas de PCB diminui à medida que a espessura da camada de liga de metal aumenta, muitas vezes tenta-se manter a espessura da camada de liga de metal abaixo de 1μm, mantendo o tempo de soldagem o mais curto possível.

A espessura da camada de liga metálica depende da temperatura e do tempo de formação do ponto de soldagem. Idealmente, a soldagem deve ser concluída em cerca de 220 ‘t 2s. Sob essas condições, a reação de difusão química de cobre e estanho produzirá materiais de ligação de liga metálica adequados Cu3Sn e Cu6Sn5 com espessura de cerca de 0.5μm. A ligação intermetal inadequada é comum em juntas de solda a frio ou juntas de solda que não são elevadas à temperatura adequada durante a soldagem e podem levar a um corte da superfície de solda do PCB. Em contraste, camadas de liga de metal muito espessas, comuns em juntas superaquecidas ou soldadas por muito tempo, resultarão em uma resistência à tração muito fraca das juntas de PCB.