влияние физико-химических факторов на прочность паяных соединений

Влияние физико-химических факторов на прочность паяных соединений

Из физико-химических факторов наибольшее влияние на прочность паяных соединений оказывают характеристики основного металла и припоя. При прочих равных условиях использование более прочного паяемого материала может обеспечить получение более высокопрочных соединений. Закономерна также возможность повышения прочности соединения при увеличении прочности применяемых припоев. Однако для реализации этих возможностей и получения качественных паяных соединений необходим соответствующий характер физико-химического взаимодействия припоя с основным металлом в процессе пайки.

При пайке наблюдается понижение прочности основного металла под воздействием расплавленных флюсов, припоев, условий и характера нагрева. Эффект понижения прочности и разрушение твердых металлов под действием расплавов жидких сред зависят от многих факторов.

При применении в качестве активных сред металлических расплавов воздействие их на твердые металлы может происходить вследствие:

1) уменьшения поверхностной энергии твердых металлов при адсорбции на них расплавов;

2) проникания активных молекул расплавов металлов в микротрещины на поверхности твердых металлов и расклинивания их.

Поверхностноактивные вещества, адсорбируясь на поверхностях, образованных дефектами, способствуют дальнейшему их развитию, что приводит к понижению прочности металла и повышению его деформируемости и, в конечном счете, вызывает разрушение металла;

3) образования между основным металлом и расплавом припоя твердых растворов или интерметаллических соединений, обладающих повышенной хрупкостью;

4) растворения основного металла в расплаве припоя. Однако природа хрупкого разрушения металлов под действием расплавов не ясна. Например, жидкий галлий вызывает хрупкость алюминия, но не действует на магний. Ртуть охрупчивает цинк, но не действует на кадмий. Поэтому оценка склонности металлов к хрупкому разрушению ведется на основе экспериментальных данных. Состояние поверхностного слоя основного металла влияет на эффективность воздействия расплава. Если твердый металл предварительно подвергался механической обработке, например резанию, шлифованию, способствующим развитию деформаций, то воздействие расплава усиливается. Наоборот, если основной металл был отполирован или накатан, что влечет сглаживание поверхностных дефектов, то воздействие расплава значительно снижается. Это свидетельствует, о том, что расплавленный металл воздействует на значительный объем твердого металла. В процессе проникновения расплава в металл происходит уменьшение поверхностной энергии дефектов и их адсорбционное расклинивание. Дальнейшее взаимодействие ведет к прониканию атомов жидкого металла в решетку твердого металла или химическому ьзаимодействию между ними.

При разрушении поликристаллических образцов под влиянием расплавов наряду с трещинами по границам зерен наблюдаются также немногочисленные трещины и на отдельных зернах. Это свидетельствует о том, что наличие межкристаллитных границ не является необходимым условием для проявления эффекта снижения прочности и пластичности в присутствии расплавов металлов.

Пайка печатных плат и приборов

влияние физико-химических факторов на прочность паяных соединений