焊接機理完整版

焊接機理完整版

潤濕：在焊接過(guò)程中，我們把熔融的焊料在被焊金屬表面上形成均勻、平滑、連續并且付著(zhù)牢固的合金的過(guò)程，稱(chēng)之為焊料在母材表面的潤濕。

潤濕力：在焊接過(guò)程中，將由于清潔的熔融焊料與被焊金屬之間接觸而導致潤濕的原子之間相互吸引的力成為潤濕力。

焊料的潤濕與潤濕力

在自然界中有很多這方面的例子，舉例來(lái)說(shuō)，在清潔的玻璃板上滴一滴水，水滴可在玻璃板上完全鋪開(kāi)，這時(shí)可以說(shuō)水對玻璃板完全潤濕；如果滴的是一滴油，則油滴會(huì )形成一球塊，發(fā)生有限鋪開(kāi)，此時(shí)可以說(shuō)油滴在玻璃板上能潤濕；若滴一滴水銀，則水銀將形成一個(gè)球體在玻璃板上滾動(dòng)，這時(shí)說(shuō)明水銀對玻璃不潤濕。
焊料對母材的潤濕與鋪展也是一樣的道理，當焊料不加助焊劑在焊盤(pán)上熔化時(shí)，焊料呈球狀在焊盤(pán)上滾動(dòng)，也就是焊料的內聚力大于焊料對焊盤(pán)的附著(zhù)力，此時(shí)焊料不潤濕焊盤(pán)；當加助焊劑時(shí)，焊料將在焊盤(pán)上鋪開(kāi)，也就是說(shuō)此時(shí)焊料的內聚力小于焊料對焊盤(pán)的附著(zhù)力，所以焊料才得以在焊盤(pán)上潤濕和鋪展。

熔化的焊料要潤濕固體金屬表面所具備的條件有兩條：

1、液態(tài)焊料與母材之間應能互相溶解，即兩種原子之間有良好的親和力。

2、焊料和母材表面必須“清潔”。

這是指焊料與母材兩者表面沒(méi)有氧化層，更不會(huì )有污染。母材金屬表面氧化物的存在會(huì )嚴重影響液態(tài)焊料對基體金屬表面的潤濕性，這是因為氧化膜的熔點(diǎn)一般都比較高，在焊接溫度下為固態(tài)，會(huì )阻礙液態(tài)焊料與基體金屬表面的直接接觸，使液態(tài)焊料凝聚成球狀，即形成不潤濕狀態(tài)。

表面張力:表面張力是化學(xué)中一個(gè)基本概念,表面化學(xué)是研究不同 相 共同存在的系統體系,在這個(gè)體系中不同 相 總是存在著(zhù)界面,由于 相 界面分子與體相內分子之間作用力有著(zhù)不同,故導致相界面總是趨于最小化.(能量守恒定率)

表面張力與潤濕力

在焊接過(guò)程中,焊料的表面張力是一個(gè)不利于焊接的重要因素,但是,因為表面張力是物理的特性,只能改變它,不能取消它,在SMT焊接過(guò)程中,降低焊料表面張力可以提高焊料的潤濕力.

減小表面張力的方法(以錫鉛焊料為例)

1) 表面張力一般會(huì )隨著(zhù)溫度的升高而降低
2) 改善焊料合金成分(如錫鉛焊料:隨鉛的含量增加表面張力降低)
3) 增加活性劑,可以去除焊料的表面氧化層,并有效地減小焊料的表面張力
4) 采用不能的保護氣體,介質(zhì)不同,焊料表面張力不同.
采用氮氣保護的理論依據就在與此.

在SMT生產(chǎn)中，元器件是放置在錫膏之上，錫膏熔化的瞬間所形成的表面張力會(huì )作用在元器件的端電極上,對片式元件來(lái)說(shuō)，由于元件重量極輕,若焊盤(pán)面積大小不一致,焊盤(pán)熱容量就不一樣,則兩焊盤(pán)上錫膏熔化時(shí)間不一致,錫膏熔化時(shí)所產(chǎn)生的表面張力不一樣,由于表面張力的不平衡,會(huì )導致元件出現力碑缺陷.

潤濕角：是指焊料與母材間的界面和焊料熔化后焊料表面切線(xiàn)之間的夾角，又稱(chēng)接觸角。

潤濕程度與潤濕角