焊接原理与焊锡性

  是天然松香（Rosin）的首要成份，占其分量比的34％。在焊接的高温下，此酸能将铜面的细微氧化物或钝化物予以铲除，使得清洁铜面可与熔锡发生接口合金共化（IMC）而完结焊接。此松脂酸在常温中很安靖，不会腐蚀金属。

  广义是指液体落在固体外表时，其边际与固体外表在截面上所形益的夹角。在PCB 的狭义上是指焊锡与铜面所构成的Θ角，又称之为双反斜角（Dihedrel Angle）或直接称为 Contact Angle。

  指竣工的 PTH 铜壁上，或许有破洞(Void 俗称窟窿)存在。当板子鄙人游进行焊锡时，或许会构成破洞中的残液在高温中敏捷气化而发生压力，往外向孔中灌入的熔锡吹出。冷却后孔中之锡柱会呈现空泛。这种会吹气的残次 PTH，特称为吹孔。吹孔为 PCB 制程不良的表征，有必要完全防止才干在业界安身。

  是指选用含银的铜锌合金焊条，其焊温在425~870℃ 下进行熔接(Welding)办法，比一般电子工业常见软焊或焊(Soldering)，在温度及强度方面都比较高。

  焊锡与铜面间在高温焊接进程中，有必要先呈现 Cn Sn 的接口合金共化物(IMC)层，才会呈现杰出的沾锡或焊锡性(Solderability)。当铜面不干净、热量缺乏，或焊锡中杂质太多时，都没办法构成有必要的 IMC(Eta Phase)，将呈现暗淡多凹坑不平。且结构强度也缺乏的焊点，系由焊锡冷凝而构成，但未真实焊牢的焊点，特称为冷焊点，或俗称冷焊。

  一般泛指液体与固触摸时，其接壤边际，在液体与固体外表截面上，所呈现的交代视点，谓之 Contact Angle。

  指高温熔融的焊锡与被焊物外表触摸及沾锡后，当其冷却固化即完结焊接效果得到焊点(Solder Joint)。正常的焊点或焊面，其已固化的锡面都应呈现光泽滑润的外观，是为焊锡性(Solderability)杰出的表征。所谓 Dewetting 是指焊点或焊面呈凹凸不平、多处下陷，或焊锡面四分五裂乃至曝露底金属，或焊点外缘无法顺畅延伸打开，截面之触摸角大于 90 度者，皆称为缩锡。其根本原因是底金属外表不干净(有氧化物或其它污染)，构成与焊锡之间不易构成接口合金共化物(如Cu６Sn５ 之 Eta phase IMC 便是),难以亲锡，无法保持焊锡的均匀掩盖所造成的。

  是指焊点或焊面外缘在截面上左右两边的触摸角，有如喷射机之双反斜翅膀，称为双反斜角。此视点愈小时，表明其沾锡性愈好。

  合金中的组成份在某特别的份额时，其熔点(M.P.; Melting Point)最低，称之为共融组成。如锡铅合金在63／37份额时，其熔点仅183℃，且直接由固态熔化成液态，中心并未呈现浆态；反之亦然。故此63／37份额特称之为共融组成，而183℃即其共融点(Eutetic Point)。

  是一种对焊点(Joint)牢靠度与毛病的剖析法，为使用计算机与数据形式的剖析东西。可将焊件之结构以微分办法划分红许多受力面与受力点，在计算机帮忙下逐个细心找出毛病的或许原因。下左图即为一鸥翼脚焊点的FEM剖析图。左图为一外围有球脚的P-BGA，在板面上焊接后的FEM细分图，此件共有2492个平面应变要素，与7978个节点应变要素 (Node Strain Element)。

  是针对待焊物外表沾锡性好坏所做的一种实验，如右图所示；取一金属线使其沉入外表清洁的熔锡池中。若金属线的沾锡性不错时，则会发生杰出的沾锡力(Wetting Force)，而在接壤处会将锡拉起，呈现弧状上升的弯月形(Meniscus)，即表明其焊锡性杰出。可再以弧面沾锡仪(Meniscometer)的激光束去观察所带起的弯弧的高度，再按已存在计算机中的回忆材料，求出触摸角(Contact Angle θ,或称沾锡角Wetting Angle)，即可判别出零件脚沾锡质量的好坏。不过此法现已不如沾锡天平法(Wetting Balance)来的更准确。按荷兰籍焊接专家 R.J.Klein Wassink(曾任职菲利浦公司 30 年以上,为全世界 SMT 的启蒙者)之名著 Soldering In Electronics(2nd Ed.，1989)P.332所载，在沾锡动作触摸 3～4 秒后可测得 θ 角，其代表之含义如表内所示。

  原指毛细管中之水面，从截面所观察到的上凹景象。引伸到焊锡性的质量时，则是指焊锡与被焊物外表之触摸角。当其所呈现视点很小，使被焊物外表之焊锡前缘，具有扩张与行进的趋势，则其焊锡性将会很好。使用此弯月面的原理，进一步地去测验被焊物在焊锡性质量上的好坏，其办法称Meniscograph。

  在高温中以焊锡(Solder)进行焊接(Soldering)时，因为被焊之板子铜面或零件脚外表等之不干净，或存有氧化物、硫化物等杂质，使焊锡无法与底金属铜之间构成有必要的接口合金化合物(Intermatallic Compound，IMC，系指Cu6Sn5 )，此等不良外表在无法亲锡下，致使熔锡自身的内聚力大于对待焊面 的附着力，构成熔锡聚成球状无法分散的景象。就全体外表而言，不光呈现各地部分集合不散而凹凸不平的景象，乃至会曝露底铜，这比Dewtting 缩锡 更为严重，称之为不沾锡。

  是指各种份额的锡铅合金，可当成电子零件焊接(Soldering)所用的焊料。其间以 63/37 锡铅比的 Solder 最为电路板焊接所常用。因为在此种份额时，其熔点最低(183℃)，且系由固态直接熔化成液态，反之固化亦然，其间并未通过浆态，故对电子零件的衔接有最多的优点。除此之外尚有80/20、90/10等熔点较高的焊锡，以合作不同的用处。 留意当 焊 字从金旁时，专指焊锡合金之本体金属而言，若从火部的 焊时，则系针对焊接的操作之谓，不宜混一谈。

  各种零件引脚或电路板焊垫等金属体，其等承受焊锡所发挥的焊接才干怎么？谓之焊锡性。不管电路板或零件，其焊锡性的好坏都是拼装进程所须最早面临的问题，焊锡性不良的PCB，其它一切的质量及特色都将付诸空谈。

  任何物质在进行化学反应前，其外表将应具有某种活性程度，或参加化学反应才干强弱的一种表明数值，谓之外表能。例如清洁新鲜的铜面，其在线 dyne/cm，但若将该新鲜的铜放置在空气中 2小时，因外表发生各种铜的污化物或钝化物后，其外表能将下降至25 dyne/cm，有必要仰赖助焊剂的清洁效果，才干完结焊接所需的杰出沾锡 (Wetting)质量。

  通孔中可插焊或直接涌锡填锡而成锡柱体，当焊板远离锡波逐步冷却之际，其填锡体之冷却固化是从顶部开端的。因板材是不良导热体，故下板面擦过锡波时其温度要高于离锡波稍远的上板面。故孔内锡柱是先自顶部固化后，其次才轮到底部固化，锡柱中段最终才会固化。因而在四周上下现已硬化，其间心持续冷固缩短时，常常会呈现真空式无害的空泛，称为Vacuoles。

  是一种丈量零件脚或电路板焊锡性好坏的精密仪器。实验中须将试样夹在牵动灵敏的夹具上，再举起小锡池以投合固定的测验点，并使测区得以淹没于锡池中。在扣除浮力后即可测得试样沾锡力气的巨细，及沾锡时刻的长短。即便少量力气的差异，亦可从此种仪器上忠诚测出，故称为沾锡天平。(详见电路板信息杂志第二十六期之专文)

  清洁的固体外表遇有水份沾届时，因为其间附着力较大故将向四面均匀分散，称为Wetting。但若外表不干净时，则附着力将变小且亲和性缺乏，反使得水的内聚力大于附着力，致令水份集合不散。凡在物体外表呈现部分靠拢而不接连的水珠者，称不沾湿Dewetting。此种对水份沾湿的表达，若引伸到电路板的焊锡性上，即成为沾锡与沾锡不良(或缩锡)之另一番含义。IMC Intermatallic Compound ; (金属) 接口合金共化物如 Cu6Sn5 Cu3Sn即为铜锡之间的两种合金共化物，此外尚有多种其它金属间的IMC存在。

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