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1.8 表面润湿与可焊性

表面润湿

表面润湿,是指焊接时熔融焊料铺展并覆盖在被焊金属表面上的现象。

润湿表示液态焊料与被焊接表面之间发生了溶解扩散作用,形成了金属间化合物(Intermetallic Compound,IMC),它是软钎焊接良好的标志。

当我们把一片固态金属片浸入液态焊料槽时,金属片和液态焊料间就会发生接触,但这并不意味着金属片已经被液态焊料所润湿,因为它们之间有可能存在着阻挡层,只有把小片金属从焊料槽中抽出才能看出是否润湿。

润湿只有在液态焊料和被焊金属表面紧密接触时才会发生,那时才能保证有足够的吸引力。如果被焊表面上有任何牢固附着的污染物,如氧化膜,都会成为金属的连接阻挡层,从而妨碍润湿。在被污染的表面上,一滴焊料和在平板上沾了油脂的一滴水滴的表现是一样的,如图1-36所示,不能铺展,接触角 θ >90°。

图1-36 氧化了的平板上的焊料液滴无法润湿

如果被焊表面是清洁的,那么基体材料金属原子的位置紧靠着界面,于是发生润湿,焊料会铺展在接触的表面上,如图1-37所示。此时,焊料和基体原子非常接近,因而在彼此相吸的界面上形成合金,保证了良好的电接触与附着力。

图1-37 在清洁平板上的焊料液滴润湿并在界面生长出扩散层

可焊性

可焊性是指被焊接母材在规定的时间、温度下能被焊接的能力。它与被焊接母材(元器件或PCB焊盘)的热容量、加热温度及表面清洁度有关。

可焊性通常采用浸渍法或润湿平衡法评价,这两种方法本质上是一致的,主要看被焊接母材在规定的时间、温度下能否被润湿。

在浸渍法试验中,从熔融焊料槽中拿出的式样表面,可以观察到下列一个或几个现象:

(1)不润湿:表面又变成了未覆盖的样子,没有任何可见的与焊料的相互作用,被焊接表面保持了它原来的颜色。如果被焊表面上的氧化膜过厚,在有效的焊接时间内焊剂无法将其除去,这时就出现不润湿现象。

(2)润湿:把熔融的焊料排除掉,被焊接表面仍然保留了一层较薄的焊料,证明发生过金属间相互作用。完全润湿是指在被焊接金属表面留下一层均匀、光滑、无裂纹、附着好的焊料。

(3)部分润湿:被焊接表面一些地方表现为润湿,一些地方表现为不润湿。

(4)弱润湿:表面起初被润湿,但过后焊料从部分表面会缩成液滴,而在弱润湿过的地方留下很薄的一层焊料。 YgOwUQurqxNSVQQJ0evd67b9qsK5bQ1oTbDT6V3Xz7/b6lAHMJGj18pY89cUgFED

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