電路板焊接之金屬合金共化物

標簽: 電路板 焊接 閱讀量:4818 發布時間:2017-02-07

當熱的液態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時間和強度。焊接時較少的熱量可形成精細的晶狀結構，形成具有最佳強度的優良焊接點。反應時間過長，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，都會導致粗糙的晶狀結構，該結構是砂礫質的且發脆，切變強度較小。

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量級為0.1mm ，波峰焊與手工烙鐵焊中，優良焊接點的金屬間鍵的厚度多數超過0.5μm 。由于焊接點的切變強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。

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，焊接應在220 't約2s 內完成，在該條件下，銅和錫的化學擴散反應將產生適量的金屬合金結合材料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溫度的焊接點，它可能導致焊接面的切斷。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，它將導致焊接點抗張強度非常弱。

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