电路板焊接之金属合金共化物

标签: 电路板 焊接 阅读量:3993 发布时间:2017-02-07

当热的液态焊锡溶解并渗透到被焊接的金属表面时，就称为金属的沾锡或金属被沾锡。焊锡与铜的混合物的分子形成一种新的部分是铜、部分是焊锡的合金，这种溶媒作用称为沾锡，它在各个部分之间构成分子间键，生成一种金属合金共化物。

铜和锡的金属间键形成了晶粒，晶粒的形状和大小取决于焊接时温度的持续时间和强度。焊接时较少的热量可形成精细的晶状结构，形成具有最佳强度的优良焊接点。反应时间过长，不管是由于焊接时间过长还是由于温度过高或是两者兼有，都会导致粗糙的晶状结构，该结构是砂砾质的且发脆，切变强度较小。

采用铜作为金属基材，锡-铅作为焊锡合金，铅与铜不会形成任何金属合金共化物，然而锡可以渗透到铜中，锡和铜的分子间键在焊锡和金属的连接面形成金属合金共化物Cu3Sn 和Cu6Sn5。

金属合金层(n相+ε相)必须非常薄，激光焊接中，金属合金层厚度的数量级为0.1mm ，波峰焊与手工烙铁焊中，优良焊接点的金属间键的厚度多数超过0.5μm 。由于焊接点的切变强度随着金属合金层厚度的增加而减小，故常常试着将金属合金层的厚度保持在1μm 以下，这可以通过使焊接的时间尽可能的短来实现。

金属合金共化物层的厚度依赖于形成焊接点的温度和时间，理想的情况下，焊接应在220 't约2s 内完成，在该条件下，铜和锡的化学扩散反应将产生适量的金属合金结合材料Cu3Sn 和Cu6Sn5厚度约为0.5μm。不充分的金属间键常见于冷焊接点或焊接时没有升高到适当温度的焊接点，它可能导致焊接面的切断。相反，太厚的金属合金层，常见于过度加热或焊接太长时间的焊接点，它将导致焊接点抗张强度非常弱。

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