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PCB焊接方法科普
- 2022-05-25-

PCB焊接方法:

1.沾錫

當熱液為金屬接觸錫或金屬接觸錫時,當熱液焊料溶解并滲透到焊接的PCB金屬表面。焊料和銅混合物的分子形成了銅的新部分。部分為焊料合金,稱為接觸錫,在PCB各部分之間形成分子間鍵和天然金屬合金共化。PCB焊接工藝的核心是形成一個良好的分子間鍵,它決定了PCB焊點的強度和質量。只有銅表面無污染,無氧化膜暴露在空氣中,焊接和工作表面需要達到適當的溫度。

2.表面張力

每個人都熟悉水的表面張力,這使得涂有油的PCB金屬板上的冷水滴保持球形。這是因為在這種情況下,固體表面液體擴散的附著力小于其內聚力。用溫水和洗滌劑清洗,以減少其表面張力。水滲入涂有油的PCB金屬板,向外流動形成薄層。如果附著力大于內聚力,就會發生這種情況。

錫鉛焊料的內聚力甚至大于水的內聚力,以盡量減少其表面積(與其他幾何形狀相比,球的表面積較小,以滿足較低能量狀態的需要)。焊劑類似于涂有油的PCB金屬板的清潔劑。此外,表面張力也高度依賴于PCB表面的清潔度和溫度。只有當附著能量遠遠大于表面能量(內聚力)時,PCB才能產生理想的錫染色。

3.沾錫角

當溫度高于焊料的共晶點約35℃時,當一滴焊料放置在涂有助焊劑的熱PCB板表面時,會形成彎曲的月球表面。在某種程度上,可以通過彎曲月球表面的形狀來評估PCB金屬表面的接觸能力。如果焊料的月球表面有明顯的底部切割邊緣,形狀像涂有油的PCB金屬板上的水滴,甚至傾向于球形,則金屬不能焊接。只有彎曲的月球表面被拉伸到小于30。小角度焊接良好。

4.產生金屬合金共化物。

銅與錫之間的金屬鍵形成顆粒,其形狀和尺寸取決于焊接過程中溫度的持續時間和強度。焊接過程中熱量減少,可形成精細的晶體結構,使PCB形成強度較好的焊點。如果反應時間過長,結構粗糙,結構脆弱,切變強度低,無論是PCB焊接時間過長,還是溫度過高。銅用作PCB的金屬基材,錫鉛用作焊接錫合金。鉛和銅不會形成任何金屬合金共化。然而,錫可以滲透到銅中。錫和銅的分子間鍵在焊接錫和金屬的連接表面形成金屬合金共化物Cu3Sn和Cu6Sn5。

金屬合金層(N階段+δ階段)必須非常薄。在PCB激光焊接中,金屬合金層的厚度等級為0.1mm。在峰值焊接和手工烙鐵焊接中,PCB電路板優良焊點的金屬間鍵厚度大多超過0.5μm。由于隨著金屬合金層厚度的增加,PCB焊點的切變強度降低,通常試圖將金屬合金層厚度保持在1μm以下。

金屬合金共化層的厚度取決于焊點的溫度和形成時間。理想情況下,焊接應在220t左右完成。在這種情況下,銅和錫的化學擴散反應會產生適當的金屬合金組合材料Cu3Sn和Cu6Sn5,厚度約為0.5μm。在冷焊點或焊接過程中,當焊點或焊點溫度不合適時,通常會出現金屬間鍵不足,可能導致PCB焊接表面切割。相反,過熱或焊接時間過長的焊點通常會出現過厚的金屬合金層,導致PCB焊點抗拉強度低。


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