合金熔化
大家好，
Richard 問:
親愛的Ron博士:
最近我們對塗錫的元件引線和SAC305焊錫膏存在一個焊接問題。我們的一位工程師自稱那個問題是錫塗層對於在過高的溫度下(Tm= 232°C)熔化， 使 得SAC305焊錫膏 (Tm = 219°C)會熔化它。
我的理解高於232°C兩者都肯定熔化，形成一種很好的焊接接頭，但即使溫度低於232°C，比如說225°C，錫也支熔化。你能解釋這種現象嗎?
Richard，
感謝提問，這個問題可以用兩種方法解釋。首先，在高於兩種金屬熔點溫度的回流爐裏，高熔點溫度的那種金屬會阻礙低熔點溫度的那種金屬發生熔化。這是不正確的，因為在回流爐裏兩種金屬都接近空氣的溫度並且熔化。
另一種觀點，在回流爐裏的溫度高於SAC305的熔融溫度，但低於錫的溫度。那麼，錫如何熔化呢?要考慮這種情況，假設爐溫在228°C。引線上的或者焊墊會熔化嗎?答案是肯定的。但讓我們先理解金和錫的現象。
熔點極其不同的金屬常常彼此溶解。正如你們所說，錫在232°C下熔化，而金則在1064°C下熔化。
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該相圖可以在這裏找到。
圖1.金錫相圖
為了製作一種金錫焊料，必須在溫和的溫度下準備一種錫浴，比如350°C。插入金子，金子會熔化並且流入熔化的錫裏。儘管金子在1064°C下熔化，但這是真的。這種效果可以用實驗證明。類似的現象對於金和汞也是存在的。汞與金在室溫下反應。這種現象可以用於從土壤中萃取微小的金粒，今天常常用於手工採金。不幸的是，使用這種汞常常礦工有毒並且污染環境。
再次考慮電子裝配的焊錫膏，假設某種液體的錫鉛焊膏被加熱到200°C。見圖2a。正如該圖所示，在25°C下的錫球被操持在熔化的錫鉛焊料之上。錫球在圖2b被浸漬在熔化的錫鉛焊膏中。錫鉛焊膏在固體錫周圍形成一個彎月。即使在室溫下，錫原子也會振動，結果，處在錫球上的某些原子流入錫鉛焊膏。該作用會在錫球上留下一個空穴，可能被錫-鉛焊膏的鉛原子充填。在新到達的鉛原子附近，該錫鉛合金小點的熔化溫度會被降低成為一種錫鉛的焊膏，熔化溫度低於錫的溫度。該工藝會繼續下去，直到所有的錫都與錫鉛焊膏混合，流入其中，參見由2f而來圖2。
圖 2a
圖 2b
圖 2c
圖 2d
圖 2e
圖 2f
證明SAC焊膏在208°C (大約低於SAC焊膏的熔點100C°)流入錫鉛焊膏的實驗視頻顯示如下。 感謝Mario Scalzo提供該視頻。
歡呼，
Ron博士
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