Forrasztó

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. december 3-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .

A forrasztóanyag egy olyan anyag [1] , amelyet a forrasztás során munkadarabok összekötésére használnak, és amelynek olvadáspontja alacsonyabb, mint az összekapcsolandó fémeké. Ón , ólom , kadmium , réz , nikkel , ezüst és más alapú ötvözetek használatosak.

Vannak nem fémes forrasztóanyagok [2] .

A forrasztási kötés élettartama a megfelelő forrasztási technológiától és az üzemi környezeti feltételektől függ.

Leírás

A forrasztóanyagok granulátum, rudak, huzal, por, fólia, paszták és beágyazott alkatrészek formájában készülnek.

A forrasztás vagy mechanikailag erős (néha légmentes) varrat létrehozása, vagy kis érintkezési ellenállású elektromos érintkezés létrehozása érdekében történik. A kötések forrasztásánál a forrasztóanyag olvadáspontja fölé melegszik. Mivel a forraszanyag olvadáspontja alacsonyabb, mint az összekötendő fém (vagy fémek) olvadáspontja, amelyből az összeillesztendő részek készülnek, megolvad, miközben az alkatrészek féme szilárd marad. Az olvadt forrasztóanyag és a szilárd fém határfelületén különféle fizikai és kémiai folyamatok játszódnak le. A forraszanyag megnedvesíti a fémet, szétterül rajta és kitölti az összeillesztendő részek közötti hézagokat. Ilyenkor a forraszanyag komponensei bediffundálnak az alapfémbe, az alapfém feloldódik a forraszanyagban, ennek eredményeként egy közbenső réteg keletkezik, amely megszilárdulás után egységes egésszé köti össze az alkatrészeket.

A forraszanyag kiválasztásakor figyelembe veszik az összekötendő fémek fizikai-kémiai tulajdonságait (például az olvadáspont szerint ), a forraszanyag szükséges mechanikai szilárdságát, korrózióállóságát és költségét. Áramvezető alkatrészek forrasztásánál figyelembe kell venni a forrasztóanyag fajlagos vezetőképességét.

Az alacsony hőmérsékletű forraszanyagok folyékonysága lehetővé teszi összetett formájú termékek forrasztását.

Forrasztási osztályozás

Forraszanyagok típusa	Olvadáspont T pl. , °C	Szakítószilárdság , MPa	Ötvözetek
Puha	300-ig	16-100	ón-ólom, ón-ólom-kadmium, ón-cink, antimon, ólommentes (Sn+Cu+Ag+Bi+stb.)
Szilárd	Több mint 300	100-500	réz-cink, réz-nikkel, réz-foszfor, ezüst

A forrasztóanyagokat általában két csoportra osztják:

puha;
kemény.

A lágyforraszokhoz olyan forrasztóanyagok tartoznak, amelyek olvadáspontja legfeljebb 300 ° C, keményforrasz - 300 ° C felett. Ezenkívül a forraszanyagok jelentősen különböznek a mechanikai szilárdságban. A lágy forraszanyagok szakítószilárdsága 16-100 MPa , a kemény forraszanyagok pedig 100-500 MPa.

A lágyforraszokat megolvasztják és általában forrasztópákával vagy termálfürdőben forrasztják. A fáklyaforrasztás nehéz, a lágyforraszanyagok nem tolerálják a túlmelegedést az alacsony forráspontú komponensek forraszanyagból való elpárolgása és az összetétel megsértése miatt, ami elfogadhatatlan. A keményforraszokat általában gázégővel forrasztják. A forrasztópáka nem tud forrasztani, a csúcsról nem lehet elegendő hőátadást biztosítani, és a hegy gyorsan feloldódik az olvadt keményforrasztóanyagban.

A lágyforraszanyagok közé tartoznak az ón-ólom ötvözetek (POS), amelyek óntartalma 10 (POS-10) és 90% (POS-90) között van, a többi ólom. Ezeknek a forraszoknak az elektromos vezetőképessége a tiszta réz elektromos vezetőképességének 9-15%-a . Ezeknek a forraszanyagoknak az olvadása 183 °C hőmérsékleten kezdődik ( az ón-ólom rendszer eutektikumának olvadáspontja) és a következő likvidus olvadási hőmérsékleteken ér véget :

POS-15 - 280 °C.

POS-25 - 260 °C.

POS-33 - 247 °C.

POS-40 – 238 °C [3]

POS-61 – 183 °C [3]

POS-90 – 220 °C [3]

A POS-61 és POS-63 forrasztóanyagok 183 ° C-os állandó hőmérsékleten megolvadnak, mivel összetételük gyakorlatilag egybeesik az ón-ólom eutektikum összetételével, amely 61,9 tömeg% ónt tartalmaz, olvadáspontja 183,3 ° C.

Ezen kompozíciókon kívül lágyforraszként a következőket is használják:

horganyzott és cink termékek forrasztásához használt antimon forrasztóanyagok (POSSu), valamint a forrasztókötés szilárdságára vonatkozó fokozott követelmények,
ón-ólom-kadmium (POSK) túlmelegedésre érzékeny alkatrészek forrasztásához, valamint kondenzátorokhoz és piezokerámiákhoz vezető vezetékek forrasztásához,
ón-cink (OT) alumínium forrasztásához,
ólommentes forraszanyagok , amelyek ónt, rezet, ezüstöt, bizmutot és más fémeket tartalmaznak.

Keményforraszanyagok

A legelterjedtebb keményforrasz a réz-cink (PMC) és az ezüst (PSr), különféle adalékanyagokkal:

Forrasztási minőség	Összetett	Olvadáspont, °С	Sűrűség, g/ cm3
Réz-cink PMTs-36	36% Cu; 64% Zn	825-950	7.7
Réz-cink PMT-54	54% Cu; 46% Zn	860-970	8.3
Ezüst PSr-15	15% Ag; a többi Cu és Zn	635-810	8.3
Ezüst PSr-45	45% Ag; a többi Cu és Zn	665-725	9.1
Réz-titán PMT-45	49-52% Cu; 1-3% Fe; 0,7-0,1% Si; 45–49,3% Ti	955	6.02

A PSr és PMC forraszfajták olvadási hőmérséklete:

PSr-10 - 830 °C.
PSr-12 - 785 ° С.
PSr-25 - 765 ° С.
PSr-45 - 720 °C.
PSr-65 - 740 °C.
PSr-70 - 780 °C.
PMC-36 - 825 ° С.
PMC-42 - 833 ° С.
PMC-51 - 870 ° С

A réz - foszfor forraszanyagok széles körben használatosak . A réz-foszfor forrasztóanyagok közé tartoznak a réz, ón ötvözetei foszfor-adalékanyagokkal. Az ilyen forrasztóanyagokat réz, rézötvözetek, ezüst, öntöttvas, keményötvözetek forrasztására használják.

A réz-foszfor forraszanyagok olvadási hőmérsékletei:

P81 - 660 °C
P14 - 680 °C
MF7 - 820 °C
P47 - 810 °C

Ezüst forraszanyagok

Az ezüst forraszanyagok olvadáspontja 183-1133 °C, és ezüst-ólom-ón ötvözetek; ezüst-ólom; ezüst-réz; ezüst-réz-cink; ezüst-réz-cink-kadmium; stb.

Az ezüst forraszanyagok meglehetősen széles körű alkalmazással rendelkeznek:

réz, réz-nikkel ötvözetek, nikkel, kovar, nikkelezüst, sárgaréz és bronz ónozása és forrasztása;
forrasztóvas-nikkel ötvözetek ezüstözött acél részekkel;
acél forrasztása rézzel, nikkellel, rézzel és réz-nikkel ötvözetekkel;
réz forrasztása nikkelezett volfrámmal ;
titán és titánötvözetek forrasztása rozsdamentes acéllal;
réz és rézötvözetek forrasztása hőálló ötvözetekkel és rozsdamentes acélokkal;
réz és sárgaréz forrasztása kovarral, nikkellel, rozsdamentes acélokkal és hőálló ötvözetekkel, ólom-ón bronzok forrasztása ;
réz, nikkel, réz és réz-nikkel ötvözetek forrasztása és ónozása ezüstözött kerámiával , ezüstözött alkatrészek forrasztása;
réz és nikkel forrasztása üvegzománccal és kerámiával;
ékszerek forrasztása és ónozása ;
réz forrasztása bronzzal, réz rézzel, bronz bronzzal forrasztása;
réz, rézötvözetek és acélok forrasztása frissen felhordott, legalább 10 mikron vastagságú horganyzott rézbevonatra;
nemvasfémek és acélok forrasztása és ónozása;
ezüst alkatrészek forrasztása és ónozása.

Ólommentes forrasztóanyagok

A környezetvédelmi kérdések iránti társadalmi fokozott figyelem kapcsán a forrasztóanyagok kiválasztásánál ma már komolyabban figyelembe veszik összetevőinek toxicitását. Az ólommentes forrasztóanyagokat egyre gyakrabban használják az elektromos és elektronikai mérnökökben (különösen a háztartásokban) .

Az ólomtartalmú forraszanyagok elkerülése annak is köszönhető, hogy az ólom negatív hatással van az aranyozott érintkezőkkel való kapcsolat szilárdságára. [négy]

Forrasztópaszták

Az elektronikus áramköri lapok gyártásának automatizált technológiájának fejlődése egy új típusú forrasztóanyag megjelenéséhez vezetett: az úgynevezett forrasztópasztákhoz , amelyek alkalmasak elektronikus áramköri elemek hagyományos és képernyős forrasztására egyaránt. A forrasztópaszták olyan diszpergált keverékek, amelyekben a diszpergált fázis mikro- és nanoméretű forraszrészecskék, esetenként szilárd folyasztószer-komponensek, a folyékony folyasztószer-komponensek és az illékony szerves oldószerek pedig a diszpergáló közeg .

Egyéb

A forraszanyaghoz nem kapcsolódó speciális fémötvözetek az elektrovákuumtechnológiában üvegbe olvasztott és viszonylag alacsony hőmérsékleten működő elektromos perselyekhez használatosak, amikor itt nincs szükség tűzálló, de viszonylag drága fémek ( volfrám , molibdén , platina ) használatára. Ezeknél az anyagoknál különösen fontos a lineáris tágulás hőmérsékleti együtthatója ( ) , amelynek a vákuumtömör tömítés eléréséhez a lehető legjobban meg kell egyeznie az üveggel. Például a Kovar (29NK ötvözetminőség), amelyet különféle gázzal töltött és vákuumelektronikai eszközök és világítólámpák üvegburain keresztül történő elektromos vezetékek gyártására használnak, hozzávetőleges összetétele: Ni - 29%, Co - 18%, Fe - a maradék; ellenállása körülbelül 0,49 μOhm m, és körülbelül 4 ... 5 10 -6 K -1 . ${\displaystyle \alpha _{l))$ ${\displaystyle \alpha _{l))$ ${\displaystyle \alpha _{l))$

Lásd még

Jegyzetek

↑ GOST 17325-79
↑ Forrasztóanyag kerámiák forrasztásához (RU 1759817) . Letöltve: 2016. május 27. Az eredetiből archiválva : 2016. július 28.. (határozatlan)
↑ 1 2 3 GOST 21930-76
↑ Viktor Zenin, Alekszandr Rjaguzov, Vlagyimir Bojko, Vjacseszlav Galcev, Jurij Fomenko - "Forrasztóanyagok és bevonatok mikroelektronikai termékek ólommentes forrasztásához" . Letöltve: 2018. április 17. Az eredetiből archiválva : 2018. április 18.. (határozatlan)

Irodalom

Forrasztók // Áruszótár / I. A. Pugacsov (főszerkesztő). - M . : Állami Szakirodalmi Kiadó, 1959. - T. VII. - Stb. 379-381.

Linkek

Gulyaev A.P. Kohászat. M.: Kohászat, 1986. 544 p.