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(guò)程中扮演的角色沾錫過(guò)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(shuō)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(shū)就曾提到過(guò)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(guò)程中扮演的角色沾錫過(guò)程圖示沾錫過(guò)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(lái)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(shuō)，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(wèn)題較小，因裝配中很少鎂金屬。銀：有INTERMETALLICCOMPOUNDSAgbSn及Ag3Sn產(chǎn)生，當(dāng)超過(guò)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(méi)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