1, kalay daldırma etkisi

Sıcak sıvı lehim çözündüğünde ve metal yüzeyine nüfuz ettiğinde PCB lehimlenmesine metal bağlama veya metal bağlama denir. Lehim ve bakır karışımının molekülleri, kısmen bakır ve kısmen lehim olan yeni bir alaşım oluşturur. Bu çözücü etkisine kalay bağlama denir. PCB’nin çeşitli parçaları arasında moleküller arası bir bağ oluşturarak metal alaşımlı bir bileşik oluşturur. İyi moleküller arası bağların oluşumu, PCB kaynak noktalarının gücünü ve kalitesini belirleyen PCB kaynak işleminin özüdür. Kalay ancak bakır yüzeyde kirlilik yoksa ve PCB’nin havaya maruz kalması nedeniyle oluşan oksit filmi ve lehimin ve çalışma yüzeyinin uygun sıcaklığa ulaşması gerekiyorsa lekelenebilir.

2. Yüzey gerilimi

Herkes suyun yüzey gerilimine aşinadır, soğuk su damlacıklarını yağlanmış bir PCB metal plaka üzerinde küresel tutan kuvvet, çünkü bu durumda sıvıyı katı bir yüzeye yayma eğilimi gösteren yapışma, kohezyonundan daha azdır. Yüzey gerilimini azaltmak için ılık su ve deterjanla yıkayın. Su, yağlanmış PCB metal plakasını doyuracak ve yapışmanın kohezyondan daha büyük olması durumunda oluşan ince bir tabaka oluşturmak üzere dışarı doğru akacaktır.

Kalay-kurşun lehim sudan bile daha yapışkandır ve yüzey alanını en aza indirmek için lehimi küresel hale getirir (aynı hacim için küre, en düşük enerji durumunun gereksinimlerini karşılamak için diğer geometrilere kıyasla en küçük yüzey alanına sahiptir). Akışın etkisi, gresle kaplanmış PCB metal plaka üzerindeki deterjanın etkisine benzer. Ek olarak, yüzey gerilimi de PCB yüzeyinin temizliğine ve sıcaklığına oldukça bağlıdır. Sadece yapışma enerjisi yüzey enerjisinden (kohezyon) çok daha büyük olduğunda, PCB ideal kalay yapışmasına sahip olabilir.

3, kalay Açılı

Bir menisküs, lehimin ötektik noktasının yaklaşık 35 ° C üzerinde sıcak, akı kaplı bir PCB yüzeyine bir damla lehim yerleştirildiğinde oluşur. Bir dereceye kadar, PCB’nin metal yüzeyinin kalay yapıştırma kabiliyeti menisküsün şekli ile değerlendirilebilir. Menisküs net bir alt kesime sahipse, yağlanmış bir PCB metal plaka üzerinde su damlacıkları gibi görünüyorsa veya hatta küresel olma eğilimindeyse metal lehimlenebilir değildir. Sadece menisküs 30’dan daha küçük bir boyuta gerildi. Küçük Açı iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir.

4. Metal alaşımlı bileşiklerin üretimi

Bakır ve kalayın intermetalik bağları, şekli ve boyutu kaynaklandıkları sıcaklığın süresine ve kuvvetine bağlı olan tanecikler oluşturur. Kaynak sırasında daha az ısı, PCB’nin en iyi mukavemete sahip mükemmel bir kaynak noktası oluşturmasını sağlayan ince bir kristal yapı oluşturabilir. PCB kaynak süresinin çok uzun olması, çok yüksek sıcaklık veya her ikisi nedeniyle çok uzun reaksiyon süresi, düşük kesme mukavemeti ile çakıllı ve kırılgan kaba kristal bir yapı ile sonuçlanacaktır.PCB’nin metal taban malzemesi olarak bakır, lehim alaşımı olarak kalay-kurşun kullanılır. Kurşun ve bakır herhangi bir metal alaşım bileşiği oluşturmaz, ancak kalay bakırın içine nüfuz edebilir. Kalay ve bakır arasındaki moleküller arası bağ, lehim ve metal bağlantı noktasında Cu3Sn ve Cu6Sn5 metal alaşımlı bileşikleri oluşturur.

Metal alaşım tabakası (n +ε fazı) çok ince olmalıdır. PCB lazer kaynağında metal alaşım tabakasının kalınlığı sayı sınıfında 0.1 mm’dir. Dalga lehimleme ve manuel lehimlemede, PCB’nin iyi kaynak noktalarının metaller arası bağının kalınlığı 0.5μm’den fazladır. PCB kaynaklarının kesme mukavemeti, metal alaşım katman kalınlığı arttıkça azaldığından, kaynak süresini mümkün olduğunca kısa tutarak metal alaşım katman kalınlığını 1μm’nin altında tutmaya çalışılır.

Metal alaşım tabakasının kalınlığı, kaynak noktasının oluşturulma sıcaklığına ve süresine bağlıdır. İdeal olarak, kaynak yaklaşık 220 ‘t 2s içinde tamamlanmalıdır. Bu koşullar altında, bakır ve kalayın kimyasal difüzyon reaksiyonu, yaklaşık 3 um kalınlığında uygun metal alaşımı bağlayıcı malzemeler Cu6Sn ve Cu5Sn0.5 üretecektir. Soğuk lehim bağlantılarında veya kaynak sırasında uygun sıcaklığa yükseltilmeyen lehim bağlantılarında yetersiz metaller arası bağlantı yaygındır ve PCB kaynak yüzeyinin kesilmesine neden olabilir. Buna karşılık, aşırı ısınmış veya kaynaklı bağlantılarda çok uzun süre yaygın olan çok kalın metal alaşım katmanları, PCB bağlantılarının çok zayıf çekme mukavemetine neden olacaktır.