| 在研究焊錫工程所用的材料之前，我們必須先清楚地瞭解焊錫的基本原理．否則，我們便無法用目視來檢驗焊錫後錫鉛合金與各種零件所形成的焊點是否標準． |
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| 第一節 潤濕 ＷＥＴＴＩＮＧ |
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焊錫的定義中可以發現［潤濕］是焊接過程中的主角．所謂焊接即是利用液態的［焊錫］潤濕在基材上而達到接合的效果．這種現象正如水倒在固體表面一樣，不同的是［焊錫］會隨著溫度的降低而凝固成接點，當焊錫潤濕在基材上時，理論上兩者之間會以金屬化學鍵結合，而形成一種連續性的接合，但實際狀況下，基材會受到空氣及周遭環境的侵蝕，而形成一種氧化膜來阻擋［焊錫］，使其無法達到較好的潤濕效果．其現象正如水倒在塗滿油脂的盤上，水只能聚集在部份的地方，而無法全面均勻的分佈在盤子上．如果我們未能將基材表面的氧化膜去除，即使勉強沾上［焊錫］，其結合力量還是非常的弱． |
1. |
焊接與膠合的不同 |
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當兩種材料用膠粘合在一起，其表面的相互粘著是因為膠給它們的機械鍵所致．因為膠不容易在兩者之間固定，所以光亮的表面無法像粗糙或觸刻的表面粘著性那麼好．膠合是一種表面現象，當膠是潮濕狀態時，它可以從原來的表面被擦掉．
焊接是焊錫和金屬之間形成－金屬之間形成－金屬化學鍵，焊錫的分子穿入基材表層金屬的分子結構．而形成－堅固，完全金屬的結構，當焊錫溶解時，也不可能完全從金屬表面上把它擦掉，因為它已變成基層金屬的一部分． |
2. |
潤濕和無潤濕 Ｗetting & Non-wetting |
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一境塗有油脂的金屬薄板浸到水中．沒有潤濕現象，此時水會成球狀般的水滴．一搖即 ，因此，水並未潤濕或粘在金屬薄板上．如將引金屬薄板放入熱清潔溶劑中加入清洗，並小心地乾燥，再把它浸入水中，此時水將完全擴散到金屬薄板表面而形成一薄且均勻地膜層，怎麼搖也不會掉，即它已經潤濕了此金屬薄板． |
3. |
清 潔 |
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當金屬薄板非常乾淨時，水便會潤間斷其表面，因此，當［焊錫表面］和［金屬表面］也很乾淨時，焊錫一樣會潤濕金屬表面，其對清潔程度的要求遠比水於金屬薄板上還要高得多，因為焊錫和金屬之間必須是緊密的連接，否則在它們之間會立刻形成一很薄的氧化層，不幸的是，幾乎所有的金屬在暴露于空氣中時，都會立刻氧化，此極薄的氧化層將妨礙金屬表面上焊錫的潤濕作用．
在第三章我們將討論助焊劑有克服此問題的功能．
注一：［焊錫］：是指６０／４０或６３／３７的錫鉛合金．
注二：ＷＥＴＴＩＮＧ：其中文的意思是［潤濕］或［潤焊］．
注三：［基材］：泛指被焊金屬，如ＰＣＢ或零件腳． |
4. |
毛細管作用 |
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如將兩片乾淨的金屬表面合在一起後，浸入熔化的焊錫中，焊錫將潤濕此兩片金屬表面並向上爬升，以填滿相近表面之間的間隙，此為毛細管作用．
假如金屬表面不乾淨的話，便沒有潤濕及毛管作用，焊錫將不會填滿此點．當電鍍貫穿孔的印刷線路板經過波峰爐時，便是毛細管作用的力量將錫貫滿此孔．並 在印刷路板上形成所謂的［焊錫帶］並不完全錫波的壓力將焊錫推進此孔． |
5. |
表面張力 |
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我們都看過昆蟲在池水的表面上行走不潤濕它的腳，那是因為有一種看不到的薄層或力量支持著它，這便是水的表面張力，同樣的力量使水在塗有油脂的金屬薄板上維持水滴狀，用溶劑加以清洗會減少表面張力，水便會潤濕和形成一薄層．
在第三章，我們將會知道助焊劑會在表面上的作用的作用就像溶劑塗有油脂的金屬薄板一樣，溶劑去除油脂，讓水潤濕金屬表面和減少表面張力，助焊劑將去除金屬和焊劑間的氧化物，好讓焊錫潤濕金屬表面．
在焊錫中的污染會增加表面張力，因此必須小心地管制，焊錫溫度也會影響表面強力，即溫度愈高，表面張力愈小． |
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圖１－１ a，熔錫中無助焊劑，形成一大潤濕角度的球狀。
B，熔錫中有助焊劑，焊錫潤濕銅表面而形成一小潤濕角度。
圖１－１－a表面小球狀的熔錫在加熱的銅板上，它一直維持小球狀，那是因為氧化層已經增加了其表面張力。
圖１－１－b表示在錫求和銅板之間加入助焊劑，助焊劑已經去除焊劑和銅板之間的氧化物。焊錫已經潤濕基層金屬而形成一薄板。
焊錫表面和銅板之間的角度，稱為潤濕角度（wetting angle）,它是所有焊點檢驗的基礎。 |
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圓１－２單面基板和電鍍貫穿孔基板上的焊點
圖１－２表示一些典型的完美焊點的斷面圖，焊錫已經潤濕零件腳和印刷線路板上的焊墊。兩種基板的潤濕角度都很小，焊錫都已外流而形成羽毛狀邊線。 |
6. |
潤濕的熱動力平衡 |
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焊接工程不可或缺的材料是［焊錫］，［助焊劑］和［基層金屬］，我們假設基層金屬的表面是完全清潔，無氧化物。
當一滴焊錫滴在基層金屬上，助焊劑在焊錫的四周時，簡稱:
Ａ焊錫為Ｌ：LIQUID
Ｂ助焊劑為Ｆ：FULX（或Ｖ：VAPOR）
Ｃ基層金屬為Ｓ：solid base metal
當焊錫潤濕在基金屬上，靜止下來時，亦即是力平衡的狀態。
ＰsF是液體在固體上擴散的力量。
當焊錫滴在固體表面呈圓球狀時。Ｐsf＞Ｐls+ＰlfＣＯＳ⊙ 。此時開始擴散。⊙ 角度逐漸變小，ＰlfＣＯＳ⊙值變大，直到力量平衡為止。
1. ⊙＞９０度。如果整個系統力量達到平衡時⊙＞90度，則表示Ｐsf 有值小，亦即其液體的擴散力差。
以⊙角度來說：⊙＞９０時稱為退潤濕（dewet）
⊙=180度稱為未潤濕（nonwet）
90＜⊙＜１８０時為潤濕不良（poorly wetted surface）
2.90＞⊙＞Ｍ 我們稱為邊際潤熱（marginal wetting）
通常的Ｍ＞７５度，這種潤濕也是不能接受的程度。
3.⊙＜Ｍ，此稱為良好潤濕（good wetting）.在品質要求高的產品，Ｍ值的要求可低於７５度。
由上這說明⊙角度越小表示潤濕越好。 |
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