印制电路板的最佳焊接方法

印制电路板的最佳焊接方法

1 沾锡作用

当热的液态焊锡溶解并渗透到被焊接的金属表面时，就称为金属的沾锡或金属被沾锡。焊锡与铜的混合物的分子形成一种新的部分是铜、部分是焊锡的合金，这种溶媒作用称为沾锡，它在各个部分之间构成分子间键，生成一种金属合金共化物。良好的分子间键的形成是焊接工艺的核心，它决定了焊接点的强度和质量。只有铜的表面没有污染，没有由于暴露在空气中形成的氧化膜才能沾锡，并且焊锡与工作表面需要达到适当的温度。

2 表面张力

大家都熟悉水的表面张力，这种力使涂有油脂的金属板上的冷水滴保持球状，这是由于在此例中，使固体表面上液体趋于扩散的附着力小于其内聚力。用温水和清洁剂清洗来减小其表面张力，水将浸润涂有油脂的金属板而向外流形成一个薄层，如果附着力大于内聚力就会发生这种情况。

锡-铅焊锡的内聚力甚至比水更大，使焊锡呈球体，以使其表面积最小化(同样体积情况下，球体与其他几何外形相比具有最小的表面积，用以满足最低能量状态的需求)。助焊剂的作用类似于清洁剂对涂有油脂的金属板的作用，另外，表面张力还高度依赖于表面的清洁程度与温度，只有附着能量远大于表面能量(内聚力)时，才能发生理想的沾锡。

3 金属合金共化物的产生

铜和锡的金属间键形成了晶粒，晶粒的形状和大小取决于焊接时温度的持续时间和强度。焊接时较少的热量可形成精细的晶状结构，形成具有最佳强度的优良焊接点。反应时间过长，不管是由于焊接时间过长还是由于温度过高或是两者兼有，都会导致粗糙的晶状结构，该结构是砂砾质的且发脆，切变强度较小。

采用铜作为金属基材，锡-铅作为焊锡合金，铅与铜不会形成任何金属合金共化物，然而锡可以渗透到铜中，锡和铜的分子间键在焊锡和金属的连接面形成金属合金共化物Cu3Sn 和Cu6Sn5，如图所示。