電路板焊接之金屬合金共化物

標(biāo)簽: 電路板 焊接 閱讀量:4804 發(fā)布時(shí)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(shí)，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(gè)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(shí)溫度的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。焊接時(shí)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(diǎn)。反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不管是由于焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還是由于溫度過(guò)高或是兩者兼有，都會(huì)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(huì)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(jí)為0.1mm ，波峰焊與手工烙鐵焊中，優(yōu)良焊接點(diǎn)的金屬間鍵的厚度多數(shù)超過(guò)0.5μm 。由于焊接點(diǎn)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(guò)使焊接的時(shí)間盡可能的短來(lái)實(shí)現(xiàn)。

金屬合金共化物層的厚度依賴于形成焊接點(diǎn)的溫度和時(shí)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(jiàn)于冷焊接點(diǎn)或焊接時(shí)沒(méi)有升高到適當(dāng)溫度的焊接點(diǎn)，它可能導(dǎo)致焊接面的切斷。相反，太厚的金屬合金層，常見(jiàn)于過(guò)度加熱或焊接太長(zhǎng)時(shí)間的焊接點(diǎn)，它將導(dǎo)致焊接點(diǎn)抗張強(qiáng)度非常弱。

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