焊錫接合的基本理論

焊錫接合的基本理論

目錄焊錫的源起及發(fā)展焊錫接合(Soldering)V.S.其他接合方式WETTING助焊劑在焊接的過程中扮演的角色沾錫過程圖示介面合金層

目錄沾錫角的定義焊點(diǎn)熱動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的作用向量焊點(diǎn)的形狀標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)圖示錫鉛合金的金相圖樣(PHASEDIAGRAM)焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響焊錫雜質(zhì)內(nèi)容說明對(duì)沾錫角的影響焊錫的源起及發(fā)展焊錫：聖經(jīng)亞賽亞書就曾提到過五千年前，美索不達(dá)米亞即有焊錫證據(jù)希臘、羅馬和埃及都曾發(fā)現(xiàn)焊錫現(xiàn)今工業(yè)界及電子業(yè)介大量及廣泛使用焊錫接合V.S.其他接合方式焊錫接合V.S.其他接合方式WEETING的定義WETTINGDEWETTINGNONWETTINGWEETING的定義助焊劑在焊接過程中扮演的角色沾錫過程圖示沾錫過程圖示介面合金層介面合金層沾錫角的定義焊點(diǎn)熱動(dòng)態(tài)平衡的作用向量焊點(diǎn)熱動(dòng)態(tài)平衡的作用向量rsv是介於液態(tài)銲錫和底材金屬間的介面張力，rsv是介於固態(tài)的底材金屬和氣態(tài)助焊劑之間的介面張力。rLS和rsv同時(shí)沿著固態(tài)的底材金屬表面作用，但方向相反，介面能量的大小取決於相關(guān)物質(zhì)間的先天特性相互作用的結(jié)果，不論rLS和rsv所處的介面間，都與一個(gè)堅(jiān)硬的表面有關(guān)，這個(gè)堅(jiān)硬的表面需要大量的能量來改變它的形狀，不像液體的表面張力一樣，這些介面張力當(dāng)單獨(dú)存在時(shí)，在系統(tǒng)中並不以作用任何物理改變長(zhǎng)表示，從向量圖中，我們得到rSV=rLS+rLV

COS焊點(diǎn)熱動(dòng)態(tài)平衡的作用向量在此rSV是液體在固定上擴(kuò)散的力量，也就是擴(kuò)散力或沾錫力(Spreadingorwettingforce)。也就是說，如果rSV大於rLS和rLVCOS組合，擴(kuò)散(Spreading)或沾錫(Wetting)將會(huì)發(fā)生，這些力量間的量測(cè)，可以從介角角度的大小而獲得，兩個(gè)極端的情況是：完全不沾錫：此時(shí)的角度=180O完全沾錫：此時(shí)的角=0O當(dāng)角<180O，且>10O時(shí)，會(huì)發(fā)生部份沾錫焊點(diǎn)熱動(dòng)態(tài)平衡的作用向量這個(gè)部份沾錫的觀念需要進(jìn)一步考慮，尤其是如果我們記得在焊接的系統(tǒng)中，很少達(dá)到真正的平衡。通常，焊接的時(shí)間太短而且系統(tǒng)在達(dá)到平衡前就已經(jīng)凝結(jié)在這個(gè)例子中，沾錫角顯露了附加的訊息。焊點(diǎn)的形狀焊點(diǎn)的形狀標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)圖示錫鉛合金的金相圖錫鉛合金的金相圖焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響鋁：對(duì)焊錫影響很大，即使在0.001%的含量下，會(huì)降低焊錫的黏著力，焊點(diǎn)表面下不平整，且易受熱龜裂。解決方式：儘量不要使用鋁質(zhì)FIXTURE。銻：不算是焊錫內(nèi)雜質(zhì)，大部份是焊錫製造廠刻意加入，加入0.3%可增加WETTING能力，同時(shí)可抑制TINPEST。焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響砷：有INTERMETALLICCOMPOUNDS生成Sn3AS2及SnAS呈長(zhǎng)針型結(jié)構(gòu)。不會(huì)從裝配中加入砷，因此只要多加留意原料即可。鉍：也不算是焊錫內(nèi)雜質(zhì)，通常是刻意加入，會(huì)增加焊錫的WETTING能力。鎘：加速焊錫氧化，導(dǎo)致液態(tài)焊錫SLUGGISHNESS。當(dāng)溫度緩慢下降時(shí)，錫爐底部有鎘的沉澱物。焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響銅：有INTERMETALLICCOMPOUNDSCu3Sn.Cu6Sn5產(chǎn)生，呈六角針尖型，會(huì)造成焊點(diǎn)表面GRITTINESS及SLUGGISHNESS，解決方式：儘量用SOLDERMASK蓋住不用沾錫的銅面降低焊錫溫度及時(shí)間定時(shí)加入新焊錫焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響金：有INTERMETALLICCOMPOUNDSAu2PB，AuPB2，AubSn，AuSn4。會(huì)造成焊點(diǎn)的灰暗及REITTINESS，金含量到0.2%，會(huì)造成焊錫黏滯而在暗。鐵：有INTERMETALLICCOMPOUNDSFeSn及FeSn2產(chǎn)生，當(dāng)含量達(dá)到0.1%會(huì)有顆粒狀出現(xiàn)。焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響鎂：興鋁的影響相同有INTERMETALLICCOMPOUNDSMg2Sn及Mg2Pb產(chǎn)生，通常此問題較小，因裝配中很少鎂金屬。銀：有INTERMETALLICCOMPOUNDSAgbSn及Ag3Sn產(chǎn)生，當(dāng)超過限量時(shí)有顆?；蚋泶癞a(chǎn)生在焊點(diǎn)表面，當(dāng)高於2%，可用冷卻方式分離。焊錫內(nèi)雜質(zhì)對(duì)焊錫的影響鎳：有INTERMETALLICCOMPOUNDSNi3SnNi3Sn2Ni3Sn4產(chǎn)生，在一般研究報(bào)告中沒有此類雜質(zhì)的不利報(bào)導(dǎo)，同時(shí)鎳在焊錫中也很少被發(fā)現(xiàn)。硫：會(huì)影響WETTING，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提到危險(xiǎn)界限在7