焊錫接合的基本理论2001.pptx

焊锡接合的基本理论 目 录焊锡的源起及发展焊锡接合(Soldering)V.S.其他接合方式WETTING助焊剂在焊接的过程中扮演的角色沾锡过程图示界面合金层 目 录沾锡角的定义焊点热动态平衡时的作用矢量焊点的形状标准焊点图示锡铅合金的金相图样(PHASEDIAGRAM)焊锡内杂质对焊锡的影响焊锡杂质内容说明对沾锡角的影响焊锡的源起及发展焊锡：圣经亚赛亚书就曾提到过五千年前，美索不达米亚即有焊锡证据希腊、罗马和埃及都曾发现焊锡现今工业界及电子业介大量及广泛使用焊锡接合V.S.其他接合方式焊锡接合V.S.其他接合方式WEETING 的定义WETTINGDEWETTINGNONWETTINGWEETING 的定义助焊剂在焊接过程中扮演的角色沾锡过程图示沾锡过程图示界面合金层界面合金层沾锡角的定义焊点热动态平衡的作用矢量焊点热动态平衡的作用矢量rsv是介于液态銲锡和底材金属间的界面张力，rsv是介于固态的底材金属和气态助焊剂之间的界面张力。 rLS和rsv同时沿着固态的底材金属表面作用，但方向相反，界面能量的大小取决于相关物质间的先天特性相互作用的结果，不论rLS和rsv所处的界面间，都与一个坚硬的表面有关，这个坚硬的表面需要大量的能量来改变它的形状，不像液体的表面张力一样，这些界面张力当单独存在时，在系统中并不以作用任何物理改变长表示，从矢量图中，我们得到rSV=rLS+rLV COS?焊点热动态平衡的作用矢量在此rSV是液体在固定上扩散的力量，也就是扩散力或沾锡力(Spreading or wetting force)。也就是说，如果rSV大于rLS和rLV COS? 组合，扩散(Spreading)或沾锡(Wetting)将会发生，这些力量间的量测，可以从介角角度?的大小而获得，两个极端的情况是：完全不沾锡：此时的角度=180O完全沾锡：此时的?角=0O当?角180O，且10O时，会发生部份沾锡焊点热动态平衡的作用矢量这个部份沾锡的观念需要进一步考虑，尤其是如果我们记得在焊接的系统中，很少达到真正的平衡。通常，焊接的时间太短而且系统在达到平衡前就已经凝结在这个例子中，沾锡角显露了附加的讯息。焊点的形状焊点的形状标准焊点图示锡铅合金的金相图锡铅合金的金相图焊锡内杂质对焊锡的影响铝：对焊锡影响很大，即使在0.001%的含量下，会降低焊锡的黏着力，焊点表面下不平整，且易受热龟裂。解决方式：尽量不要使用铝质FIXTURE。锑：不算是焊锡内杂质，大部份是焊锡制造厂刻意加入，加入0.3%可增加WETTING能力，同时可抑制TIN PEST。焊锡内杂质对焊锡的影响砷：有INTERMETALLIC COMPOUNDS生成Sn3 AS2及SnAS呈长针型结构。不会从装配中加入砷，因此只要多加留意原料即可。铋：也不算是焊锡内杂质，通常是刻意加入，会增加焊锡的WETTING能力。镉：加速焊锡氧化，导致液态焊锡SLUGGISHNESS。当温度缓慢下降时，锡炉底部有镉的沉淀物。焊锡内杂质对焊锡的影响铜：有INTERMETALLIC COMPOUNDS Cu3Sn. Cu6Sn5产生，呈六角针尖型，会造成焊点表面GRITTINESS及SLUGGISHNESS，解决方式：尽量用SOLDER MASK盖住不用沾锡的铜面降低焊锡温度及时间定时加入新焊锡焊锡内杂质对焊锡的影响金：有INTERMETALLIC COMPOUNDS Au2PB，AuPB2，AubSn，AuSn4。会造成焊点的灰暗及REITTINESS，金含量到0.2%，会造成焊锡黏滞而在暗。铁：有INTERMETALLIC COMPOUNDS FeSn及FeSn2产生，当含量达到0.1%会有颗粒状出现。焊锡内杂质对焊锡的影响镁：兴铝的影响相同有INTERMETALLIC COMPOUNDS Mg2Sn及Mg2Pb产生，通常此问题较小，因装配中很少镁金属。银：有INTERMETALLIC COMPOUNDS AgbSn及Ag3Sn产生，当超过限量时有颗粒或疙瘩产生在焊点表面，当高于2%，可用冷却方式分离。焊锡内杂质对焊锡的影响镍：有INTERMETALLIC COMPOUNDS Ni3 Sn Ni3 Sn2 Ni3 Sn4产生，在一般研究报告中没有此类杂质的不利报导，同时镍在焊锡中也很少被发现。硫：会影响WETTING，实验报告中提到危险界限在7 PPM，通常好的焊锡应在2-3PPM。锌：当含量达到0.005%时会造成焊锡结合性差，呈颗粒状，固化时易台，因此少量的锌会造成很大的问题。 对沾锡角的影响对沾锡角的影响对沾锡角的影响对沾锡角的影响