1, efect de scufundare a cositorului

Când lipirea lichidă fierbinte se dizolvă și pătrunde pe suprafața metalică a PCB fiind lipit, se numește lipire metalică sau lipire metalică. Moleculele amestecului de lipit și cupru formează un aliaj nou, care este parte cupru și parte lipit. Această acțiune solventă se numește legătură de staniu. Formează o legătură intermoleculară între diferitele părți ale PCB-ului, creând un compus din aliaj metalic. Formarea unor legături intermoleculare bune este nucleul procesului de sudare PCB, care determină rezistența și calitatea punctelor de sudare PCB. Staniul poate fi colorat numai dacă suprafața de cupru este liberă de contaminare și se formează folie de oxid datorită expunerii PCB la aer, iar lipirea și suprafața de lucru trebuie să atingă temperatura corespunzătoare.

2. Tensiunea superficială

Toată lumea este familiarizată cu tensiunea superficială a apei, forța care menține picăturile de apă rece sferice pe o placă metalică PCB unsă, deoarece, în acest caz, aderența care tinde să difuzeze lichidul pe o suprafață solidă este mai mică decât coeziunea sa. Spălați cu apă caldă și detergent pentru a reduce tensiunea superficială. Apa va satura placa metalică PCB unsă și va curge spre exterior pentru a forma un strat subțire, care apare dacă aderența este mai mare decât coeziunea.

Lipirea cu staniu și plumb este chiar mai coezivă decât apa, făcând lipirea sferică pentru a-și minimiza suprafața (pentru același volum, sfera are cea mai mică suprafață în comparație cu alte geometrii pentru a îndeplini cerințele celei mai scăzute stări de energie). Efectul fluxului este similar cu cel al detergentului pe placa metalică PCB acoperită cu grăsime. În plus, tensiunea superficială este, de asemenea, foarte dependentă de curățenia și temperatura suprafeței PCB. Numai atunci când energia de aderență este mult mai mare decât energia de suprafață (coeziune), PCB poate avea aderența ideală a staniului.

3, cu unghi de tablă

Un menisc se formează atunci când o picătură de lipit este plasată pe suprafața unui PCB fierbinte, acoperit cu flux, la aproximativ 35 ° C deasupra punctului eutectic de lipire. Într-o anumită măsură, capacitatea suprafeței metalice a unui PCB de a lipi staniu poate fi evaluată prin forma meniscului. Metalul nu poate fi lipit dacă meniscul are o tăietură clară a fundului, arată ca picături de apă pe o placă metalică PCB unsă sau chiar tinde să fie sferică. Doar meniscul se întindea la o dimensiune mai mică de 30. Unghiul mic are o bună sudabilitate.

4. Generarea compușilor din aliaje metalice

Legăturile intermetalice ale cuprului și staniului formează boabe a căror formă și dimensiune depind de durata și rezistența temperaturii la care sunt sudate. Mai puțină căldură în timpul sudării poate forma o structură cristalină fină, ceea ce face ca PCB să formeze un punct excelent de sudură cu cea mai bună rezistență. Timpul de reacție prea mare, indiferent dacă se datorează timpului de sudare PCB prea mare, temperaturii prea ridicate sau ambelor, va avea ca rezultat o structură cristalină brută, pietrișă și fragilă, cu rezistență redusă la forfecare.Cuprul este utilizat ca material de bază metalic al PCB, iar staniu-plumbul este utilizat ca aliaj de lipit. Plumbul și cuprul nu vor forma compuși din aliaje metalice, dar staniul poate pătrunde în cupru. Legătura intermoleculară dintre staniu și cupru formează compuși din aliaj de metal Cu3Sn și Cu6Sn5 la sudura și joncțiunea metalică.

Stratul de aliaj metalic (faza n + ε) trebuie să fie foarte subțire. În sudarea cu laser PCB, grosimea stratului de aliaj metalic este de 0.1 mm în clasa de număr. La lipirea cu valuri și la lipirea manuală, grosimea legăturii intermetale a punctelor bune de sudare a PCB este mai mare de 0.5 μm. Deoarece rezistența la forfecare a sudurilor PCB scade odată cu creșterea grosimii stratului aliajului metalic, se încearcă adesea să mențină grosimea stratului aliajului metalic sub 1 μm, menținând timpul de sudare cât mai scurt posibil.

Grosimea stratului de aliaj metalic depinde de temperatura și timpul de formare a punctului de sudare. În mod ideal, sudarea ar trebui să fie finalizată în aproximativ 220 ‘t 2s. În aceste condiții, reacția de difuzie chimică a cuprului și staniului va produce materiale adecvate de legare a aliajelor metalice Cu3Sn și Cu6Sn5 cu grosimea de aproximativ 0.5 μm. Lipirea intermetală inadecvată este frecventă în îmbinările de lipit la rece sau îmbinările de lipit care nu sunt ridicate la temperatura corespunzătoare în timpul sudării și pot duce la o tăiere a suprafeței de sudură PCB. În schimb, straturile de aliaj metalic prea groase, obișnuite în îmbinările supraîncălzite sau sudate pentru prea mult timp, vor avea ca rezultat o rezistență la întindere foarte slabă a îmbinărilor PCB.