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電路板焊接之金屬合金共化物

標(biāo)簽: 電路板 焊接 閱讀量: 發(fā)布時間:2017-02-07

當(dāng)熱的液態(tài)焊錫溶解并滲透到被焊接的金屬表面時,就稱為金屬的沾錫或金屬被沾錫。焊錫與銅的混合物的分子形成一種新的部分是銅、部分是焊錫的合金,這種溶媒作用稱為沾錫,它在各個部分之間構(gòu)成分子間鍵,生成一種金屬合金共化物。

銅和錫的金屬間鍵形成了晶粒,晶粒的形狀和大小取決于焊接時溫度的持續(xù)時間和強(qiáng)度。焊接時較少的熱量可形成精細(xì)的晶狀結(jié)構(gòu),形成具有最佳強(qiáng)度的優(yōu)良焊接點。反應(yīng)時間過長,不管是由于焊接時間過長還是由于溫度過高或是兩者兼有,都會導(dǎo)致粗糙的晶狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是砂礫質(zhì)的且發(fā)脆,切變強(qiáng)度較小。

采用銅作為金屬基材,錫-鉛作為焊錫合金,鉛與銅不會形成任何金屬合金共化物,然而錫可以滲透到銅中,錫和銅的分子間鍵在焊錫和金屬的連接面形成金屬合金共化物Cu3Sn 和Cu6Sn5。

金屬合金層(n相+ε相)必須非常薄,激光焊接中,金屬合金層厚度的數(shù)量級為0.1mm ,波峰焊與手工烙鐵焊中,優(yōu)良焊接點的金屬間鍵的厚度多數(shù)超過0.5μm 。由于焊接點的切變強(qiáng)度隨著金屬合金層厚度的增加而減小,故常常試著將金屬合金層的厚度保持在1μm 以下,這可以通過使焊接的時間盡可能的短來實現(xiàn)。

金屬合金共化物層的厚度依賴于形成焊接點的溫度和時間,理想的情況下,焊接應(yīng)在220 't約2s 內(nèi)完成,在該條件下,銅和錫的化學(xué)擴(kuò)散反應(yīng)將產(chǎn)生適量的金屬合金結(jié)合材料Cu3Sn 和Cu6Sn5厚度約為0.5μm。不充分的金屬間鍵常見于冷焊接點或焊接時沒有升高到適當(dāng)溫度的焊接點,它可能導(dǎo)致焊接面的切斷。相反,太厚的金屬合金層,常見于過度加熱或焊接太長時間的焊接點,它將導(dǎo)致焊接點抗張強(qiáng)度非常弱。


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