آیا می توان از خمیر لحیم کاری روی تمام فلزات استفاده کرد؟

خمیر لحیم کاری، مخلوطی از ذرات آلیاژ فلزی ریز معلق در محیط شار، سازگاری متالورژیکی انتخابی را به جای کاربرد جهانی نشان می دهد. این فرض که هر اتصال قابل لحیم کاری را می توان با فرمولاسیون استاندارد Sn-Ag-Cu یا Sn-Pb به دست آورد، اساساً محدودیت های الکتروشیمیایی و ترمودینامیکی حاکم بر تشکیل پیوند بین فلزی را اشتباه درک می کند.

پاسخ کوتاه نه است-اما این به سختی سطح را خراش می دهد

موضوع اینجاست. وقتی برای اولین بار کار با مونتاژ الکترونیک را شروع کردم، اشتباه تازه کار را مرتکب شدم که خمیر لحیم کاری نوعی چسب جادویی برای فلزات است. سعی شد به طور مستقیم هیت سینک های آلومینیومی را بچسباند. فاجعه کامل خمیر فقط مهره‌ها را درست می‌کرد و مثل آب روی یک ماشین واکس خورده می‌نشست.

واقعیت؟ شاید 40٪ از فلزات معمولی با خمیر لحیم کاری خارج از--قفسه به خوبی کار کنند. بقیه؟ داری با فیزیک میجنگی

آنچه در واقع در سطح مولکولی اتفاق می افتد

زاویه خیس شدن همه چیز را تعیین می کند. هنگامی که لحیم مذاب با سطح فلز تماس می گیرد، سه اتفاق می تواند رخ دهد:

لحیم کاری صاف و نازک پخش می شود (θ زیر 30 درجه )-شما یک اتصال محکم دارید. مس این کار را به زیبایی انجام می دهد. طلا، نقره و بیشتر آلیاژهای برنج نیز همینطور.

یا گلوله های لحیم کاری بالا می رود، از جاری شدن خودداری می کند (θ بالای 90 درجه). آلومینیوم. هر بار.

آن منطقه میانی در حدود 60-70 درجه جایی است که همه چیز غیرقابل پیش بینی می شود. نیکل اینجا زندگی می کند. گاهی اوقات کار می کند، گاهی اوقات نه. بستگی به روز، فعالیت شار دارد، اینکه آیا عطارد در حالت رتروگراد قرار دارد یا خیر.

فیلم های اکسید: دشمن نامرئی

آلومینیوم من را دیوانه می کند.

خود فلز در 660 درجه ذوب می شود. لایه اکسیدی آن را پوشش می دهد؟ 2072 درجه. بنابراین شما این پوسته سرامیکی نازک میکروسکوپی را دارید که به معنای واقعی کلمه در عرض چند ثانیه پس از برداشتن اصلاح می شود. شار رزین استاندارد نمی تواند آن را لمس کند. شارهای اسیدی تهاجمی نمی توانند آن را لمس کنند. اکسید فقط به تلاش های شما می خندد.

تیتانیوم همین ترفند را انجام می دهد. فولاد ضد زنگ نیز، اگرچه لایه اکسید کروم با شارهای تخصصی دارای رتبه H (فعالیت بالا) تحت IPC J-STD-004 کمی قابل کنترل تر است.

فلزاتی که فقط کار می کنند

مس. قلع. سرب. نقره ای. طلا (با اخطار). برنج. برنز.

اینها دوستان شما هستند. خمیر استاندارد SAC305، پروفیل جریان مجدد استاندارد، نتایج استاندارد. انرژی های سطحی همسو می شوند. شار کار خود را انجام می دهد. ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک-Cu₆Sn₅ و Cu₃Sn در اتصالات مسی-تشکیل می‌شوند و اتصالات مکانیکی و الکتریکی قابل اعتمادی را دریافت می‌کنید.

هر چند طلا جالب است. طلای زیاد در مفصل باعث شکنندگی می شود. قلع-طلا بین فلزی AuSn₄ مانند شیشه شکننده است. به همین دلیل است که پرداخت های ENIG لایه طلا را نازک نگه می دارند-معمولاً 0.05 تا 0.1 میکرومتر. ضخیم تر شوید و مفاصل شما در زیر چرخه حرارتی ترک بخورند.

سپس لیست غیرممکن وجود دارد

تنگستن مولیبدن. تانتالیوم

نقطه ذوب آنقدر بالاست که در مقایسه با خمیر لحیم معمولی، اساساً{0}}درجه حرارت اتاق است. تنگستن در 3422 درجه قرار دارد. مایع خمیری بدون سرب معمولی شما حدود 220 درجه است. ریاضی کار نمی کند شما به آلیاژهای لحیم کاری فعال حاوی تیتانیوم یا زیرکونیوم، کوره های خلاء، اتمسفرهای کنترل شده نیاز دارید.

در خط استاندارد SMT اتفاق نمی افتد.

فلزات نسوز به رویکردهای کاملاً متفاوتی نیاز دارند

تظاهر نمی کنم که در لحیم کاری با خلاء متخصص هستم-این یک رشته کاملاً متفاوت است. اما این اصل شامل عناصر فعالی است که به طور شیمیایی لایه اکسید را در محل-کاهش می دهند در حالی که آلیاژ لحیم خیس و جاری می شود. محدوده دما از 800 درجه تا بیش از 1000 درجه است. هزینه های تجهیزات نجومی است.

برای اهداف سرگرمی، اگر در پروژه ای با تنگستن یا مولیبدن مواجه شدید، چسب های مکانیکی یا رسانا گزینه های واقعی شما هستند.

نکته ای در مورد منیزیم

منیزیم سزاوار هشدار خاص خود است. فراتر از مشکل اکسید (که شدید است)، منیزیم قابل اشتعال است. اعمال گرما در حضور ترکیبات شار حاوی هالوژن شرایط واقعاً خطرناکی را ایجاد می کند. اکثر تاسیسات تلاش برای لحیم کاری منیزیم را به طور کامل ممنوع می کنند.

فقط نکن.

درمان های سطحی معادله را تغییر می دهد

اینجاست که برای کاربردهای عملی جالب می شود. آلومینیوم را نمی توان مستقیماً لحیم کرد- اما آن را با نیکل بپوشانید و ناگهان با یک سطح نیکل کار می کنید. خمیر استاندارد به خوبی کار می کند.

صنعت نیمه هادی به طور مداوم از این بهره برداری می کند. سیلیکون را نمی توان لحیم کرد. بسترهای سرامیکی نیز نمی توانند. اما-لایه‌های متالیزاسیون لایه نازک-لایه چسبندگی تیتانیوم، مانع نیکل، روکش طلا-را بر روی یک ماده ذاتا غیرقابل لحیم کاری سطحی ایجاد کرده‌اید.

آبکاری متداول که لحیم کاری را امکان پذیر می کند:

• طلای غوطه‌وری نیکل الکترولس (ENIG)
• نگهدارنده لحیم کاری آلی (OSP) بر روی مس
• تراز کردن لحیم کاری با هوای گرم (HASL)
• نقره غوطه ور
• قلع غوطه وری

سطوح فعالیت شار بیش از آنچه مردم تصور می کنند اهمیت دارند

سیستم طبقه بندی IPC J-STD-004 شار را به سه سطح فعالیت تقسیم می کند. اکثر مردم بدون فکر کردن هر چیزی را که در کشو است می‌برند.

فعالیت کم (تعیین L) برای مس تمیز با سطوح تازه کار می کند. متوسط ​​(M) اکسیداسیون نور و اکثر سناریوهای تولید را کنترل می کند. High (H) به اکسیدهای سنگین‌تر حمله می‌کند، اما بقایای خورنده‌ای بر جای می‌گذارد که نیاز به تمیز کردن کامل دارند.

برای فلزات با قابلیت لحیم کاری حاشیه‌ای-نیکل، برخی از گریدهای ضد زنگ، مس قدیمی-پرش به سمت بالا-شار فعالیت گاهی اوقات تفاوت بین موفقیت و شکست را ایجاد می‌کند. اما پس از آن حتما باید تمیز کنید. آن باقی مانده ها رطوبت سنجی هستند. آنها رطوبت را جذب می کنند و به آرامی مفصل شما را از داخل خورده می کنند.

دما محدودیت های خود را ایجاد می کند

خمیر آزاد{0}}سرب نسبت به قلع-سرب سنتی به دمای جریان مجدد بیشتری نیاز دارد. دمای پیک معمولاً به 240-250 درجه می رسد که گاهی اوقات برای آلیاژهای SAC بالاتر است.

این باعث ایجاد مشکلاتی در موارد زیر می شود:

روی (در دمای 419 درجه ذوب می شود، اما در دمای لحیم کاری به شدت تغییر شکل می دهد)

بسترهای پلیمری خاص

اجزای حساس به دما{0}}در نزدیکی

و از طرف دیگر، فلزات با ذوب کم{{0}مثل ایندیم{1}}لحیم‌های مبتنی بر ایندیم دقیقاً برای این سناریوها وجود دارند-اما آنها مقاومت مکانیکی را قربانی می‌کنند و با تمام فلزات پایه نیز سازگار نیستند.

ارزیابی صادقانه من برای کار عملی

اگر مونتاژ PCB را با ردهای مسی استاندارد و انتهای قطعات معمولی انجام می دهید، خمیر لحیم دقیقاً همانطور که انتظار می رود کار می کند. زیاد بهش فکر نکن

اگر به دنبال اتصالات آلومینیومی ساختاری، مجموعه‌های فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای عجیب و غریب هستید-ابتدا در مورد ترکیب متالورژیکی خاص تحقیق کنید. برگه اطلاعات سازنده خمیر همه چیز را به شما نمی گوید. ممکن است به قبل{3}}قلع‌سازی، شارهای تخصصی، آبکاری مانع یا فرآیندهای اتصال کاملاً متفاوت نیاز داشته باشید.

و اگر کسی الکترود تنگستن را به شما می‌دهد و می‌خواهد آن را به یک باس مسی لحیم کنید، فقط بگویید نه.

اصل گسترده تر

لحیم کاری اساساً یک فرآیند پیوند متالورژیکی با دمای پایین{0}} است که برای طیف محدودی از مواد سازگار بهینه شده است. این صنعت در کنار تولید لوازم الکترونیکی تکامل یافت که در طول تاریخ تقریباً به طور انحصاری از مس، قلع، سرب و آلیاژهای مرتبط استفاده می‌کرد. این فرآیند هرگز نیازی به قرار دادن فلزات نسوز یا فلزات واکنش پذیر یا فلزات با موانع اکسیدی مقاوم نداشت.

این مواد به طور کامل به فرآیندهای مختلفی نیاز دارند: لحیم کاری، جوشکاری، پیوند انتشار، بست مکانیکی. هر کدام جای خود را دارند. خمیر لحیم کاری نیز جای خود را دارد-فقط محدودتر از آنچه که مواد بازاریابی ممکن است نشان دهند.