1, ефект опускання олова

Коли гарячий рідкий припій розчиняється і проникає у металеву поверхню Друкована плата при пайці це називається склеюванням металу або склеюванням металу. Молекули суміші припою та міді утворюють новий сплав, який складається частково з міді та частково припою. Таку дію розчинника називають скріпленням оловом. Він утворює міжмолекулярний зв’язок між різними частинами друкованої плати, утворюючи сполуку металевого сплаву. Формування хороших міжмолекулярних зв’язків є основою процесу зварювання друкованої плати, яка визначає міцність і якість точок зварювання друкованих плат. Олово можна забарвити, тільки якщо поверхня міді не містить забруднень та оксидної плівки, що утворилася через вплив ПХБ на повітря, а припій та робоча поверхня повинні досягти відповідної температури.

2. Поверхневий натяг

Всім відомий поверхневий натяг води, сила, яка утримує сферичні краплі холодної води на металевій пластині з друкованої плати, тому що в цьому випадку адгезія, яка має тенденцію розсіювати рідину на твердій поверхні, менша за її когезію. Змийте теплою водою з миючим засобом, щоб зменшити поверхневий натяг. Вода буде насичувати змащену металевою пластиною друковану плату і витікати назовні, утворюючи тонкий шар, що відбувається, якщо адгезія більша за когезію.

Олов’яно-свинцевий припій є навіть більш згуртованим, ніж вода, завдяки чому припій є сферичним, щоб мінімізувати площу його поверхні (при тому ж об’ємі сфера має найменшу площу поверхні порівняно з іншими геометріями, щоб задовольнити вимоги до найнижчого енергетичного стану). Вплив флюсу подібний до впливу миючого засобу на металеву пластину друкованої плати, покриту жиром. Крім того, поверхневий натяг також сильно залежить від чистоти та температури поверхні друкованої плати. Тільки коли енергія адгезії набагато більша за поверхневу (когезія), друкована плата може мати ідеальну адгезію олова.

3, з олов’яним кутом

Меніск утворюється, коли краплю припою поміщають на поверхню гарячої друкованої плати з покриттям флюсу приблизно на 35 ° C вище точки евтектики припою. Певною мірою здатність металевої поверхні друкованої плати приклеювати олово можна оцінити за формою меніска. Метал не піддається пайці, якщо меніск має чіткий нижній зріз, виглядає як крапельки води на металевій пластині з друкованої плати або навіть має сферичну форму. Тільки меніск розтягнувся на розмір менше 30. Маленький кут має хорошу зварюваність.

4. Породження сполук металевих сплавів

Інтерметалеві зв’язки міді та олова утворюють зерна, форма та розмір яких залежать від тривалості та міцності температури, при якій вони зварюються. Менше нагрівання під час зварювання може утворити дрібну кристалічну структуру, що робить друковану плату відмінним місцем для зварювання з найкращою міцністю. Занадто довгий час реакції, чи то через занадто довгий час зварювання на друкованій платі, або через занадто високу температуру, або через те й інше, призведе до одержання шорсткої кристалічної структури, яка є гравійною та крихкою з низькою міцністю на зсув.Мідь використовується як основний матеріал для друкованої плати, а олово-свинець-як сплав для пайки. Свинець і мідь не утворюють сполук металевого сплаву, але олово може проникати всередину міді. Міжмолекулярний зв’язок між оловом та міддю утворює сполуки металевого сплаву Cu3Sn та Cu6Sn5 на стику припою та металу.

Шар металевого сплаву (фаза n +ε) повинен бути дуже тонким. При лазерному зварюванні на друкованих платах товщина шару металевого сплаву складає 0.1 мм у номерному класі. При хвильовій пайці та ручній пайці товщина міжметалевого з’єднання хороших точок зварювання друкованої плати становить більше 0.5 мкм. Оскільки міцність зварних швів на друкованих платах зменшується із збільшенням товщини шару металевого сплаву, часто намагаються утримати товщину шару металевого сплаву нижче 1 мкм, максимально скорочуючи час зварювання.

Товщина шару металевого сплаву залежить від температури та часу утворення місця зварювання. В ідеалі зварювання слід завершити приблизно за 220 ‘t 2 с. За цих умов реакція хімічної дифузії міді та олова призведе до утворення відповідних зв’язуючих матеріалів з металевих сплавів Cu3Sn та Cu6Sn5 товщиною близько 0.5 мкм. Неадекватне міжметалеве з’єднання є поширеним явищем у холодних паяльних з’єднаннях або паяльних з’єднаннях, які не піднімаються до відповідної температури під час зварювання і можуть призвести до відрізання поверхні зварювання друкованої плати. Навпаки, занадто товсті шари металевого сплаву, поширені в перегрітих або зварних з’єднаннях занадто довго, призведуть до дуже слабкої міцності з’єднань друкованої плати на розрив.