1, tenn doppande effekt

När varmt flytande löd löses upp och tränger in i metallytan PCB som löds kallas det metallbindning eller metallbindning. Molekylerna i blandningen av löd och koppar bildar en ny legering som är del koppar och del löd. Denna lösningsmedelsverkan kallas tennbindning. Det bildar en intermolekylär bindning mellan de olika delarna av kretskortet, vilket skapar en metalllegeringsförening. Bildandet av bra intermolekylära bindningar är kärnan i PCB -svetsprocessen, som bestämmer styrkan och kvaliteten på PCB -svetspunkter. Tenn kan endast färgas om kopparytan är fri från föroreningar och oxidfilm bildas på grund av PCB -exponering för luft, och lödet och arbetsytan behöver uppnå lämplig temperatur.

2. Ytspänning

Alla känner till vattens ytspänning, kraften som håller kalla vattendroppar sfäriska på en smord PCB -metallplatta eftersom vidhäftningen som tenderar att sprida vätskan på en fast yta är mindre än dess sammanhållning. Tvätta med varmt vatten och tvättmedel för att minska ytspänningen. Vattnet kommer att mätta den smorda PCB -metallplattan och rinna utåt för att bilda ett tunt lager, vilket uppstår om vidhäftningen är större än sammanhållningen.

Tenn-blylödning är ännu mer sammanhängande än vatten, vilket gör att lödet är sfäriskt för att minimera dess ytarea (för samma volym har sfären den minsta ytarean jämfört med andra geometrier för att uppfylla kraven för det lägsta energitillståndet). Effekten av flussmedel liknar effekten av tvättmedel på PCB -metallplattan belagd med fett. Dessutom är ytspänningen också mycket beroende av PCB -ytans renhet och temperatur. Endast när vidhäftningsenergin är mycket större än ytenergin (sammanhållning) kan kretskortet ha den ideala tennhäftningen.

3, med tennvinkel

En menisk bildas när en droppe lödning placeras på ytan av ett hett, flussbelagt PCB cirka 35 ° C ovanför lödningens eutektiska punkt. Till viss del kan metallytan på ett kretskort att klibba tenn utvärderas utifrån meniskens form. Metallen är inte lödbar om menisken har en klar bottenskärning, ser ut som vattendroppar på en smord PCB -metallplatta eller till och med tenderar att vara sfärisk. Endast menisken sträckte sig till en storlek mindre än 30. Den lilla vinkeln har god svetsbarhet.

4. Generering av metalllegeringsföreningar

De intermetalliska bindningarna av koppar och tenn bildar korn vars form och storlek beror på varaktigheten och styrkan hos den temperatur vid vilken de svetsas. Mindre värme under svetsning kan bilda en fin kristallstruktur, vilket gör kretskortet till en utmärkt svetspunkt med bästa hållfasthet. För lång reaktionstid, oavsett om det beror på för lång PCB -svetstid, för hög temperatur eller båda, kommer att resultera i en grov kristallin struktur som är grusig och spröd med låg skjuvhållfasthet.Koppar används som metallbasmaterial i PCB, och tenn-bly används som lödlegering. Bly och koppar bildar inga metalllegeringar, men tenn kan tränga in i koppar. Den intermolekylära bindningen mellan tenn och koppar bildar metalllegeringsföreningar Cu3Sn och Cu6Sn5 vid löd- och metallövergången.

Metallegeringsskiktet (n +ε fas) måste vara mycket tunt. Vid PCB -lasersvetsning är tjockleken på metalllegeringsskiktet 0.1 mm i nummerklass. Vid våglödning och manuell lödning är tjockleken på intermetallbindningen för bra svetspunkter på PCB mer än 0.5 μm. Eftersom skjuvhållfastheten för PCB -svetsar minskar när metalllegeringens skikttjocklek ökar, försöker man ofta hålla skiktets tjocklek under 1 μm genom att hålla svetstiden så kort som möjligt.

Tjockleken på metalllegeringsskiktet beror på temperaturen och tiden för bildandet av svetspunkten. Helst ska svetsningen vara klar på cirka 220 ‘t 2s. Under dessa förhållanden kommer den kemiska diffusionsreaktionen av koppar och tenn att producera lämpliga metalllegeringsbindande material Cu3Sn och Cu6Sn5 med en tjocklek av cirka 0.5 μm. Otillräcklig bindning mellan metaller är vanligt vid kalla lödfogar eller lödfogar som inte höjs till lämplig temperatur under svetsning och kan leda till en avskärning av PCB -svetsytan. Däremot kommer för tjocka metalllegeringsskikt, vanliga i överhettade eller svetsade fogar för länge, att resultera i mycket svag draghållfasthet hos PCB -skarvar.