Как залудить: с медным или необгораемым жалом

Содержание

Как правильно залудить паяльник с медным жалом

Самоделки

11 месяцев тому назад 391 просмотра

В этой короткой статье я расскажу вам, как правильно залудить паяльник.

Поскольку так сложилось, что я раньше никогда не паял, весь процесс для меня в новинку, поэтому в своем рассказе как залудить паяльник с медным жалом я буду комментировать процесс с точки зрения новичка, и это не даст мне опустить какие-то детали, которые более-менее опытному человеку кажутся очевидными, и он их просто не упомянет.

Вам понадобятся:

вода
припой
паяльник

Если у вас прибор без цифрового контроля температуры, то постарайтесь приобрести такой. В дальнейшем вы много раз себе за это спасибо скажете.

Содержание статьи

Шаг 1: Готовим паяльник

Сначала вам нужно расчистить рабочее место. Включите вилку в розетку и включите сам прибор. Смочите губку, идущую в комплекте, отожмите ее, чтобы лишняя вода стекла. Эта губка нужна, чтобы снимать об нее припой с кончика жала. Выставьте температуру на 400°С.

Шаг 2: Очищаем наконечник

Примерно через пару минут жало нагреется достаточно, чтобы при прикосновении к губке от нее пошел пар. Если пара нет, или паяльник не лудится нужно либо еще подождать, пока паяльник греется, либо добавить воды на губку.

Когда прибор разогреется, оботрите жало о губку с двух сторон. Вам нужно убрать с него старый слой припоя.

Шаг 3: Лудим жало

Лужением называют покрытие металла тонким слоем припоя. В одну руку возьмите паяльник, а в другую – припой. Аккуратно прикоснитесь припоем к обеим сторонам жала.

Шаг 4: Цель лужения

После того, как вы залудили жало, приступайте к пайке. Паять лучше сразу после того, как вы залудили жало.
Периодически нужно повторять лужение: счищайте старый припой и наносите новый.

Лужение повышает проводимость и делает спаивание легче и быстрее, что, несомненно, является плюсом.

Некоторые радиодетали чувствительны к нагреву, поэтому их нужно паять очень быстро, чтобы не получить термического повреждения.

Также меня учили, что облудить после окончания работы нужно для продления срока службы. По прошествии некоторого времени, могу сказать, что мой паяльник все еще как новый, а прибор моего соседа, который не следует этому совету, выглядит ужасно.

СЛУЧАЙНЫЕ СТАТЬИ

Часто предприятиям для изготовления определенного типа изделий приходится применять металлы, обладающие высокими параметрами плавления. Но помимо самих материалов нужно предварительно…

7 лет тому назад 213 просмотра

Скрытую электропроводку во внутренних помещениях зданий можно смонтировать не только во время строительства, но и при проведении ремонтных работ. Скрытую…

4 года тому назад 225 просмотра

В мастерской для создания своих самоделок часто требуется делать различные операции шлифовки и помимо шлифмашинки ещё требуется обрабатывать прямые поверхности…

11 месяцев тому назад 274 просмотра

Виды арматуры Содержание статьи: 1 Виды изделий из арматуры 1. 1 Металлическая арматура 2 Стеклопластиковая арматура 3 Применение арматуры Арматура широко…

11 месяцев тому назад 324 просмотра

Чтобы добиться ровной, без изъянов и трещин поверхности, ее необходимо прошпаклевать. Сырые и влажные помещения, а также наружные стены дома…

7 лет тому назад 156 просмотра

В том случае если вам необходимо выполнить работу, связанную с перемещением большой тяжести в процессе строительства, то автомобильный кран вам…

7 лет тому назад 192 просмотра

Как залудить паяльник

по Йосту Нуссельдеру | Обновление: 20 июня 2021

Мне нравится создавать бесплатный контент, полный советов для моих читателей, вас. Я не принимаю платное спонсорство, мое мнение принадлежит мне, но если вы сочтете мои рекомендации полезными и в конечном итоге купите что-то, что вам нравится, по одной из моих ссылок, я мог бы получить комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас. Узнать больше

Лужение жала – это минутная работа, но паяльник может оставаться живым и дышащим еще на пару лет. Помимо грязного наконечника, это также приведет к загрязнению всего, что вы паяете. Так что в любом случае это лучшее решение, даже если вы не заботитесь о паяльнике. Вам действительно будет сложно паять с наконечником, который не залужен должным образом. Плавление проволоки займет намного больше времени, и даже в этом случае вы не сможете получить хорошую форму. Наука, стоящая за этим, заключается в том, что жала не могут поглощать достаточное количество тепла, чтобы легко расплавить паяльник.

В этом посте мы рассмотрим:

Пошаговое руководство – как залудить паяльник
- Лужение нового паяльника
- Заменить оловянный старый паяльник
Заключение

Пошаговое руководство – как залудить паяльник

Независимо от того, используете ли вы новый или старый паяльник, его наконечник без луженого покрытия не обеспечивает хорошей теплопроводности.

В результате вы не добьетесь качественной пайки. Поэтому для вашего удобства мы составили подробный пошаговый процесс лужения вашего нового и повторного лужения старого железа.

Лужение нового паяльника

Лужение вашего нового паяльника не только продлит срок его службы, но и повысит качество пайки. Это покроет наконечник слоем припоя, который очень эффективен против окисления и коррозии в будущем. Таким образом, перед использованием лучше всего залудить жала паяльника.

Шаг 1: соберите все оборудование

Возьмите качественный паяльный кислотный флюс, оловянно-свинцовый припой, увлажненную губку, стальная шерсть, и на последок паяльник. Если у вас старый паяльник, проверьте, изношена ли форма жала. Полностью изношенный наконечник следует выбросить.

Шаг 2: лужение кончика

Затем возьмите припой и оберните его легким слоем над наконечником паяльника. Этот процесс называется лужением. Завершите этот процесс перед включением утюга. Через пару минут после подключения утюга вы увидите, что припой медленно начинает плавиться.

Держите утюг включенным, пока весь припой полностью не станет жидким.

Шаг 3: используйте паяльный флюс и нанесите больше припоя

Теперь потрите жало стальной ватой, пока утюг подключен к розетке. поток очень осторожно, чтобы не обжечь палец. Затем расплавьте еще немного припоя на конце наконечника. Снова окунуться в поток и протереть стальной ватой. Повторите весь этот процесс с использованием паяльного флюса еще несколько раз, пока кончик не станет блестящим.

Заменить оловянный старый паяльник

При каждой пайке жало нагревается до такой степени, что быстро окисляется. Если паяльник некоторое время находится в держателе для пайки, он легко загрязняется. Это резко снижает его способность передавать тепло и предотвращает прилипание припоя и смачивание наконечника. Избежать этой проблемы можно, просто залудив старый утюг.

Шаг 1. Подготовьте утюг и соберите все оборудование.

Подключите утюг и включите его. А пока соберите все предметы, которые используются для лужения нового железа.

Через минуту или две утюг должен стать достаточно горячим, чтобы расплавить припой при прикосновении к жало паяльника.

Шаг 2: очистите наконечник и поместите припой

Как правильно почистить паяльник, протрите жало паяльника с обеих сторон металлической мочалкой. Затем окуните наконечник в кислотный флюс и нанесите припой на наконечник. Повторите этот процесс еще несколько раз, пока весь кончик не станет красивым и блестящим. Наконец, вы можете протереть кончик влажной губкой или бумажным полотенцем. Благодаря этому ваше старое железо будет работать как раньше.

Заключение

Надеюсь, наши подробные пошаговые инструкции по лужению паяльника будут достаточно информативными, чтобы их можно было легко понять даже новичку. Необходимо регулярно лужить жало вашего утюга, даже когда вы не паяете или находитесь в состоянии покоя. Следуя этим шагам, убедитесь, что вы делаете это осторожно. Губка должна быть чистой и смоченной чистой или дистиллированной водой. Никогда не шлифуйте наконечник абразивными материалами, такими как наждачная бумага, сухая губка, наждачная ткань и т.

Д. Это приведет к удалению тонкого слоя вокруг металлической сердцевины, что сделает наконечник бесполезным для дальнейшего использования. Убедитесь, что вы делаете все эти шаги в хорошо проветриваемом помещении.

Я Йоост Нуссельдер, основатель Tools Doctor, контент-маркетолог и папа. Мне нравится пробовать новое оборудование, и с 2016 года вместе со своей командой я пишу подробные статьи в блогах, чтобы помочь постоянным читателям с инструментами и советами по изготовлению.

Процесс лужения: пошаговое руководство

Олово, вероятно, стало частью вашей жизни с тех пор, как вы в детстве впервые увидели Железного Человека в Волшебнике страны Оз. Конечно, использование олова выходит далеко за рамки создания вымышленного киногероя — у него много практических применений в нашей повседневной жизни. Мы все знакомы с жестяными банками, которые используются для хранения многих видов продуктов питания и напитков; эти контейнеры на самом деле изготавливаются из листовой стали, покрытой тонким слоем олова, известной как белая жесть.

Сегодня примерно половина всего производимого олова используется для пайки. Олово также используется в производстве оловянной, бронзовой и фосфористой бронзы. Соли олова иногда распыляют на ветровые и оконные стекла, чтобы обеспечить электропроводящее покрытие. Само оконное стекло часто изготавливается путем наплавки расплавленного стекла на расплавленное олово, в результате чего получается плоская поверхность. Металл, используемый для изготовления колоколов, часто представляет собой комбинацию бронзы и олова. Кроме того, олово и оловянные сплавы представляют огромную ценность для гальваники, которая представляет собой процесс осаждения металлического покрытия на поверхность материала с помощью электрического тока.

Краткие факты об олове

Олово — мягкий, ковкий, серебристо-белый металл, в изобилии доступный во многих частях мира. Добыча олова восходит к 3000 г. до н.э. во времена бронзового века. Бронза представляет собой желтовато-коричневый сплав меди и олова, который обычно состоит примерно на одну треть из олова. Было обнаружено, что самые ранние бронзовые предметы содержат небольшой компонент олова.

Китайцы начали заниматься добычей олова около 700 г. до н.э. Сегодня олово можно найти в Китае, Таиланде и Индонезии, также его добывают в Бразилии, Перу и Боливии. Олово получают карботермическим восстановлением оксидной руды, которое получают путем нагревания руды в печи.

Другие ключевые факты о олове:

Олово является 49-м наиболее распространенным элементом в земной коре.
Олово указано в Периодической таблице элементов под атомным символом «Sn» и атомным номером 50.
Олово не является самородным элементом, то есть его необходимо извлекать из руд, а не находить в естественном состоянии.
Олово можно добывать из различных руд, но наиболее распространенной рудой является касситерит (SnO2).
Хотя олово в его металлической форме нетоксично, некоторые соединения олова могут быть ядовитыми.
Небольшое количество олова в США в основном находится на Аляске и в Калифорнии.
приводит к характерному крику при сгибании металла, известному как «кричание олова».

Преимущества олова в процессе гальваники

Почему олово так популярно для гальваники? Возможно, главная причина в том, что лужение — или «лужение» — чрезвычайно рентабельный процесс. Поскольку олово так легкодоступно, оно намного дешевле, чем более дорогие металлы, такие как золото, платина или палладий. Олово также обеспечивает отличную способность к пайке, а также превосходную защиту от коррозии.

Лужение может дать беловато-серый цвет, который предпочтителен, когда желателен тусклый или матовый внешний вид. Он также может придать блестящий металлический вид, когда предпочтительнее немного больше блеска. Олово обладает приличным уровнем проводимости, что делает лужение полезным при производстве различных электронных компонентов. Олово также одобрено FDA для использования в пищевой промышленности.

Отрасли, использующие лужение

Перечисленные выше преимущества делают олово предпочтительным металлом для гальванопокрытий в самых разных отраслях промышленности, включая:

Аэрокосмическая отрасль
Служба общественного питания
Электроника

Телекоммуникации
Производство ювелирных изделий

Sharretts Услуги гальванического покрытия во многих из этих отраслей. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатное предложение!

Основные процессы лужения

Существует три основных типа лужения, каждый из которых основан на осаждении электролитического раствора олова на поверхность металлического предмета:

Покрытие ствола : Нанесение покрытия на бочки обычно используется для нанесения покрытия на более мелкие детали и предполагает размещение объектов в специально сконструированном сосуде, обычно называемом бочкой. Ствол медленно вращается, будучи погруженным в электролитический раствор. Нанесение олова на бочки чрезвычайно рентабельно, хотя для завершения процесса покрытия требуется относительно много времени.
Реечное покрытие : Реальное покрытие является предпочтительным вариантом для нанесения олова на более крупные или более хрупкие детали, которые могут не подходить для процесса покрытия бочек. При гальваническом покрытии объекты подвешиваются на стойке и погружаются в раствор для гальванического покрытия.
Хотя нанесение покрытия на стойку является более трудоемким и, следовательно, более дорогим, чем нанесение покрытия на цилиндр, оно обеспечивает больший контроль над толщиной покрытия и может быть более эффективным для проникновения в глубокие полости объекта.
Вибрационное покрытие : Также используется для чувствительных деталей, вибрационное покрытие включает размещение деталей в корзине, снабженной металлическими кнопками, которая также содержит электролитический раствор для покрытия. Генератор используется для создания вибрирующего действия, которое заставляет детали двигаться и соприкасаться с металлическими кнопками. Вибрационное покрытие обычно является самой дорогой формой лужения и требует специального процесса сушки, который может привести к изгибу деталей.

Элементы процесса лужения

Олово можно наносить электроосаждением практически на любой тип металла. Давайте подробнее рассмотрим конкретные компоненты эффективного процесса лужения:

1. Очистка : Крайне важно очистить подложку — часть, на которую наносится оловянное покрытие — перед погружением в гальваническую ванну. Очистка удаляет масло, жир и другие поверхностные загрязнения, которые могут снизить эффективность процесса нанесения покрытия.

Очистка — это многоэтапный процесс, который может несколько различаться в зависимости от состава подложки и количества содержащейся в ней грязи и мусора, а также от типов чистящего оборудования, доступного для использования. В целом процесс очистки включает в себя:

Пескоструйная очистка : Это процесс использования сжатого воздуха для выброса таких материалов, как измельченное стекло, оксид алюминия, карбид кремния, сталь, кукурузные початки или скорлупа грецкого ореха, для удаления посторонних предметов с поверхности.
Кипячение : Кипячение субстрата в воде может быть эффективным методом удаления жира и масла без использования химических добавок.
Электролитическое обезжиривание : Погружение подложки в раствор электролита удалит жир и масло, которые скапливаются в трещинах, щелях и других труднодоступных местах поверхности.
Промывка : Промывка подложки водой после электролитического обезжиривания удаляет остатки чистящего раствора и поверхностный мусор.

2. Подготовка гальванической ванны

Следующим шагом является приготовление электролитического раствора, также известного как электролитическая ванна. Электролитические ванны для лужения могут состоять из кислого олова, щелочного олова или растворов метилсульфоновой кислоты. Гальваническая ванна включает олово, которое растворяется с образованием положительно заряженных ионов, взвешенных в растворе, а также другие химические добавки. Ванна служит проводящей средой во время электроосаждения.

Кислотные ванны, как правило, используются чаще, поскольку они приводят к более высокой скорости осаждения. Однако, хотя кислотные ванны обычно обеспечивают однородное покрытие, они не всегда достигают отверстий или других неровностей поверхности с высоким уровнем консистенции.

3. Процедура электроосаждения

После того, как подложка очищена и погружена в ванну с электролитом, она готова к электроосаждению оловянного покрытия. Объект обычно помещают в центр специально разработанного резервуара, содержащего раствор электролита. Объект служит катодом, который представляет собой отрицательно заряженный электрод в электрической цепи. Аноды, которые являются положительно заряженными электродами в цепи, размещаются у края емкости для нанесения покрытия.

Следующим шагом является подача постоянного тока низкого напряжения в гальваническую ванну. Устройство, известное как выпрямитель, используется для преобразования мощности переменного тока в постоянный ток. Введение электрического тока в конечном итоге заставляет положительно заряженные ионы на аноде течь через электролит в гальванической ванне к отрицательно заряженному катоду (подложке), где они осаждаются на поверхность электроосаждением. Затем ток течет обратно к аноду, замыкая цепь.

4. Процесс после гальванического покрытия

Последующая обработка обычно не требуется по завершении процесса лужения. Пассивация, то есть нанесение легкого покрытия из защитного материала, может использоваться в специальных гальванопокрытиях для обеспечения дополнительной защиты от коррозии или улучшения реактивных свойств олова. Термическая обработка также может использоваться для предотвращения водородного охрупчивания, которое представляет собой ослабление металла, вызванное воздействием водорода.

Распространенные проблемы с лужением

В процессе лужения может возникнуть ряд проблем, которые могут негативно сказаться на конечном результате. К ним относятся:

Оловянные «усы» : Небольшие острые выступы, известные как «усы», могут образовываться на поверхности объектов, покрытых чистым оловом, спустя долгое время после завершения процесса покрытия. Эти микроскопические металлические волокна не видны невооруженным глазом, но они могут нанести значительный ущерб готовому изделию. Поскольку они являются электропроводными, усы могут вызвать короткое замыкание в электронных компонентах. Известно даже, что оловянные усы приводят к выходу из строя компьютерных систем и спутников, а также к сбоям в работе атомных электростанций. Неизвестно, что вызывает образование оловянных усов, и нет проверенного метода для полного предотвращения их вхождение. Был достигнут некоторый успех в ограничении образования оловянных усов за счет модификации кристаллической структуры оловянных отложений, хотя этот метод далеко не надежный.
Неравномерная толщина : В некоторых случаях олово может неравномерно осаждаться на объекте с покрытием. Иногда форма и контур объекта затрудняют достижение желаемой толщины, которая обычно находится в диапазоне от десяти до 20 микрон. При нанесении покрытия на металлические предметы с острыми углами олово может наноситься большей толщиной на внешнюю углы и уменьшенная толщина в углублениях. Это часто можно исправить, изменив положение анодов и изменив плотность постоянного тока.
Скоропортящаяся способность к пайке : Хотя луженые металлы известны своей превосходной способностью к пайке, эта характеристика со временем ухудшается. Срок службы пайки можно увеличить за счет надлежащей спецификации наплавки, соответствующей подготовки подложки и надлежащей упаковки компонентов с покрытием. Известно, что запечатывание продуктов с покрытием в заполненных азотом мешках приводит к десятикратному увеличению срока годности при пайке.

Покрытие из сплава олова

Одним из способов улучшить процесс лужения является совместное осаждение (легирование) олова с другим металлом или несколькими металлами. Обычно применяемые сплавы олова включают:

Оловянно-свинцовый сплав : Обеспечивает коррозионную стойкость и превосходную способность к пайке, а также позволяет получить мягкую пластичную поверхность, помогая предотвратить образование оловянных усов.
Олово-медь : Повышает общую прочность покрытия, но также может сделать его более хрупким. Это также может привести к недостаточному смачиванию при пайке и способствовать образованию оловянных усов.
Свинец-олово-медь : Эта комбинация часто используется для уменьшения трения в подшипниках скольжения двигателя.
Олово-серебро : Улучшает общую механическую прочность и увеличивает максимальную рабочую температуру, но серебряный компонент может сделать этот сплав слишком дорогим для многих компаний.
Олово-цинк : Обладает высокой температурой плавления и превосходной усталостной прочностью, но приводит к плохой смачиваемости и ограниченной защите от коррозии.
Олово-висмут : Идеально подходит для низкотемпературных гальванопокрытий, этот сплав также обладает хорошей смачиваемостью и может ограничивать образование вискеров. Однако он может быть несовместим с предметами, содержащими свинец, а низкая температура плавления делает его непригодным для большинства высокотемпературных процессов гальванического покрытия.

Рассмотрите сплав олова и свинца для уменьшения оловянных усов

Если оловянные усы вызывают беспокойство в вашей производственной среде, вам следует настоятельно рассмотреть возможность использования оловянно-свинцового сплава для покрытия. В отличие от чистого олова, как упоминалось ранее, олово-свинец может эффективно предотвращать образование усов, что делает его отличным выбором для производства электронных компонентов, таких как печатные платы, разъемы и полупроводники. Поскольку оба металла обладают высоким водородным перенапряжением, осаждение оловянно-свинцового сплава можно производить с помощью растворов сильных кислот без добавления комплексообразователей.

В дополнение к уменьшению количества усов оловянный сплав может обеспечить более надежную защиту от коррозии, чем чистое олово. Оловянно-свинцовый сплав также обеспечивает отличную паяемость и позволяет получить более мягкое и пластичное покрытие. Благодаря своей пластичности олово-свинец может предотвратить повреждение основного металла во время строгих производственных процессов, таких как штамповка.

Покрытие Sharretts может удовлетворить все ваши потребности в лужении

Компания

Sharretts Plating работает с 1925 года. В течение девяти десятилетий мы разработали и усовершенствовали эффективный и доступный процесс лужения, который можно настроить в соответствии с вашими конкретными рабочими требованиями. В дополнение к чистому лужению мы также предлагаем инновационный процесс покрытия оловом-свинцом, который может значительно уменьшить образование оловянных усов на ваших электронных компонентах.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о нашем процессе лужения и о том, как его можно адаптировать к вашей работе. Мы также будем рады запланировать консультацию по лужению и предоставить бесплатное, ни к чему не обязывающее предложение.

Отличный способ быть в курсе последних разработок в области лужения — подписаться на получение бесплатных ежемесячных электронных писем от SPC. Они содержат много полезной информации о гальванопокрытии и отделке металлов в целом.

Основная информация о Tin Whiskers

Основная информация о жестяных бакенбардах

Что такое оловянные усы?
Какие Механизмы образования оловянных усов?
Что связаны ли риски/механизмы отказа с жестяными усами?
Почему Недавнее внимание к Tin Whiskers?
Что являются общеизвестными характеристиками оловянных усов?
S предложения по снижению риска образования олова Отказы, вызванные усами

Что такое оловянные усы?

Олово вискеры — это электропроводящие кристаллические структуры олова, иногда растут на поверхностях, где олово (особенно гальваническое олово) используется в качестве окончательной отделки. Было замечено, что оловянные усы вырастают до длиной в несколько миллиметров (мм), а в редких случаях и более 10 мм. Многочисленные сбои электронных систем были связаны с короткие замыкания, вызванные оловянными усами, которые шунтируют близко расположенные элементы цепи, поддерживаемые при различные электрические потенциалы.

Олово усы не новое явление. Действительно, первые опубликованные отчеты о оловянные усы восходят к 1940-м и 1950-м годам. Банка является лишь одним из нескольких металлов, о которых известно, что они способны расти усы. Другие примеры металлов, которые могут образовывать усы, включают: некоторые сплавы олова, цинк, кадмий, индий, сурьма, серебро и другие.

человек иногда путают термин “бакенбарды” с более привычным явлением известные как «дендриты», обычно образованные электрохимической миграцией процессы. Поэтому здесь важно отметить что усы и дендриты – два совершенно разных явления. А «Усы» обычно имеют форму очень тонкой одиночной нити или волосовидный выступ, выступающий наружу (ось Z) от поверхности. «Дендриты», с другой стороны, формируются в виде папоротника или снежинки. узоры, растущие вдоль поверхности (плоскость x-y), а не наружу от нее. Механизм роста дендритов хорошо изучен и требует определенной влажности. способный растворять металл (например, олово) в растворе ионов металла, который затем перераспределяются путем электромиграции в присутствии электромагнитного поля. поле. Хотя точный механизм образования усов остается неизвестным, известно, что образование вискеров НЕ требует ни растворения металл НИ наличие электромагнитного поля.

Олово ” Вискер” показано над растущим между чистыми лужеными крюковыми клеммами электромагнитного реле аналогично MIL-R-6106 (LDC 8913)
Фото предоставлено Андре Пелхамом (стажер)
Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

“Дендриты” НЕ являются “усами”

“Дендриты” показанные выше НЕ то же явление в виде “усов”

Подробнее Примеры металлических усов на деталях EEE и сопутствующем оборудовании

Каковы механизмы, с помощью которых Форма оловянных усов?
Механизмы роста оловянных усов были учился много лет. Единое принятое объяснение механизмы НЕ установлены. Некоторые теории предполагают, что олово усы могут расти в ответ на механизм снятия стресса (особенно «сжимающее» напряжение) внутри лужения. Другие теории утверждают, что рост может быть связан с рекристаллизация и аномальные процессы роста зерен, затрагивающие зерно олова структура, которая может или не может быть затронута остаточным напряжением в луженой фильм.

Те пропаганда «стресса» как решающего фактора образования металлических усов указывает на некоторые общепринятые факторы которые могут придать дополнительное остаточное напряжение:

Остаточные напряжения внутри жести покрытие , вызванное такими факторами, как химия покрытия и процесс. Гальванические покрытия (особенно «яркие» покрытия) кажутся наиболее по сообщениям, подвержен образованию усов из-за процессов блестящего лужения могут создавать более высокие остаточные напряжения, чем другие процессы нанесения покрытия.
Интерметаллическое образование: Диффузия материала подложки в лужение (или наоборот) может привести к образованию интерметаллические соединения (такие как Cu ₆ Sn ₅ для Sn более системы Cu), которые изменяют шаг решетки в лужении. Изменение шага решетки может создавать напряжения для оловянного покрытия, которые можно снять с помощью образование оловянных усов.
Компрессионный материал для наружного применения Напряжения , такие как вводимые затяжкой гайки или винт или зажим на поверхности с луженым покрытием иногда могут привести к области роста усов.
Изгиб или растяжение поверхность после нанесения покрытия (например, во время формирования выводов перед установкой электронный компонент)
Царапины или вмятины на покрытие и/или материал подложки, введенный в результате обработки, зондирование и т. д.
Коэффициент теплового расширения Несоответствия между материалом покрытия и подложка

Что связаны ли риски/механизмы отказа с жестяными усами?
Оловянные усы представляют серьезную угрозу надежности электронных сборок. Сообщалось о нескольких случаях, когда оловянные усы вызывали системную сбои как в наземных, так и в космических приложениях. На сегодняшний день существуют сообщения по крайней мере о трех коротких замыканиях, вызванных оловянными усами, которые привели к полный выход из строя коммерческих спутников на орбите . Там также отказы медицинских приборов, систем вооружения, силовых установок, вызванные усами. и потребительские товары.

Общие риски делятся на четыре категории:

Устойчивые короткие замыкания при низком напряжении, высоком импедансные цепи.

В таких цепях может быть недостаточно тока для предохранителя. усы открыты, и в результате возникает стабильное короткое замыкание. В зависимости от разнообразия факторы, включая диаметр и длины усов, может потребоваться более 50 миллиампер (мА), чтобы плавкий предохранитель разомкнулся. оловянный усик. Кратковременные короткие замыкания
.
При атмосферном давлении, если доступный ток превышает ток плавления усов, схема может испытать только кратковременный сбой, поскольку предохранители усов открыты.
Metal Vapor Arc

Если оловянный ус инициирует короткое замыкание в среде приложения, обладающей высоким уровнем ток и напряжение, затем ОЧЕНЬ РАЗРУШИТЕЛЬНОЕ явление, известное как Металл Может возникнуть паровая дуга . Атмосферное давление, температура и наличие материалов, подавляющих дугу, также влияет на образование дуги из паров металла.

В металлической дуге твердые металлические усы испаряются в плазму ВЫСОКОПРОВОДЯЩИЕ ионы металлов (более проводящие, чем сами твердые вискеры). Эта плазма может образовывать дугу, способную нести СОТНИ АМПЕР . Такие дуги могут поддерживаться длительное время (несколько секунд) до тех пор, пока прерывается устройствами защиты цепи (например, плавкими предохранителями, автоматическими выключателями) или пока не произойдут другие процессы гашения дуги. Этот вид дуги происходит в парах металла. Когда дугогасящий агент (например, воздух) присутствует, необходимо установить больше мощности в случае, чтобы заменить мощность, потерянную для неинтересные процессы, происходящие в тушащем агенте. Следовательно, по мере снижения давления воздуха требуется меньшая мощность для инициирования и поддерживать дугу паров металла, вызванную вискерами. Например, прошлые эксперименты ^** продемонстрировали, что при при атмосферном давлении около 150 торр оловянный ус может инициировать устойчивая дуга паров металла при напряжении питания примерно 13 Вольт (или больше) и ток питания 15 ампер (или больше).

Олово (или др. материалов) с прилегающих поверхностей может помочь поддерживать дугу до тех пор, пока доступный материал израсходован или ток питания прерван. Металл паровые дуги в вакууме сообщалось, что это произошло по крайней мере с тремя коммерческими спутниками, что привело к взрыву взрывателей, которые вывели космический корабль из строя.
** Дж.Х. Ричардсон и Б.Р. Ласли, «Вакуумная металлическая дуга, инициируемая оловянными усами в электронике космических кораблей», Конференция по применению государственных микросхем, 1992 г., Vol. XVIII, стр. 119 – 122, 10 – 12 ноября 1992 г. Мусор/загрязнение.

Усы или части усов могут оторваться и соединить изолированные проводники. или мешать оптическим поверхностям

Почему Недавнее внимание к Tin Whiskers?
Текущая всемирная инициатива по сократить использование потенциально опасных такие материалы, как свинец (Pb), побуждают электронную промышленность альтернативы широко используемым оловянно-свинцовым сплавам, используемым для гальванического покрытия. Например, Европейский союз принял закон, известный как ограничение определенных Опасные вещества (RoHS) и отходы электрического и электронного оборудования (WEEE) Директивы, которые установили июнь 2006 года в качестве крайнего срока для электронного оборудования. поставщиков отказаться от большинства видов использования свинца в своей продукции. Это широко считали (хотя причины остаются загадкой), что Pb в сплаве с олово придает окончательной отделке свойства, препятствующие образованию усов.

Что касается таких факторов, как способность к пайке, простота изготовления и совместимость с существующими методами сборки, чистое лужение рассматривается промышленностью как потенциально простой и дорогостоящий способ. эффективная альтернатива. Фактически, многие производители предлагают чистое олово. гальванические компоненты в качестве стандартных коммерческих (и в некоторых случаях высокой надежности) продукта в течение многих лет, в то время как другие изучают альтернативы чистому олову для очень первый раз. Многие производители электроники никогда не слышали о явления оловянных усов и, следовательно, может не учитывать риски олова рост усов во время проверки новых систем покрытия.

Продолжающиеся сообщения об отказах, вызванных оловянными усами, в сочетании с отсутствием ан промышленность приняла понимание олова факторы роста усов и/или проверенные и надежные методы испытаний для выявления продуктов, склонных к образованию усов произвел приемку чистого олова выдвигая рискованное предложение для систем высокой надежности. Все еще, такие организации, как НАСА и Министерство обороны, вскоре могут столкнуться с несколькими вариантами, кроме чем чистое лужение, поскольку потребности коммерческого рынка в экологически чистые компоненты имеют гораздо больший вес, чем бесконечно малая доля рынка пользователя с высокой надежностью.

Что являются общеизвестными характеристиками оловянных усов?

огромные расхождения в наблюдениях, сообщаемых разными экспериментаторами, доказательства сложностей, связанных с пониманием и контролем олова усы. следующий список предназначен для предоставления очень общего обзора некоторых наблюдаемые характеристики олова усы.

Формы: Усы могут быть прямыми, изогнутыми, крючковатые или раздвоенные. Их наружная поверхность часто рифленый. Некоторые наросты могут образовываться в виде узелков или пирамидальных структур.
Инкубация (Дремантный) Период : Экспериментаторы сообщают, что инкубационный период может длиться от нескольких дней до до лет. Этот атрибут роста усов особенно беспокоит потому что содержательные эксперименты по определению склонности к тому или иному процесс формирования усов может занять очень длительный период времени.
Рост Частота: Сообщалось о скорости роста от 0,03 до 9 мм/год. Рост сильно варьируется и, вероятно, определяется сложная взаимосвязь факторов, включая химию покрытия, покрытие толщина, подложка материалы, структура зерна и условия хранения.
Длина усов: Усы пока несколько миллиметров не редкость у некоторых экспериментаторов наблюдая усы длиной более 10 мм (400 мил). Только несколько исследователи измерили распределение длины усов для конкретных образцы. Эти исследователи неизменно сообщают о длине распределение соответствует логнормальному распределению.
Вискер Диаметр: Обычные диаметры составляют несколько микрон. более 10 мкм и редко менее 100 нм.
Окружающая среда Факторы: Имеется много противоречивой информации. относительно факторов окружающей среды, которые могут повлиять на формирование усов. Несколько организации пытаются разработать методы ускоренного тестирования для определения склонность конкретного процесса покрытия к образованию оловянных усов. Однако на сегодняшний день не существует общепринятых методов испытаний для оценки вискеров. склонность. Действительно, большая часть экспериментальных данных, собранных на сегодняшний день, пришли к противоречивым выводам относительно того, какие факторы ускоряют (или замедлять) рост усов.

	Температура: Некоторые экспериментаторы сообщают, что температура окружающей среды около 50°С оптимальна для усиков. формирование, а другие Обратите внимание, что комнатная температура (от 22°C до 25°C) быстрее растут усы. Сообщается, что рост усов прекращается в температура выше 15°C
	Давление: Усы будут расти как в вакууме, так и в земной атмосфере. давление.
	Влажность: Некоторые отмечают, что усы легче образуются в высоких температурах. влажности (85% относительной влажности), в то время как другие сообщают, что влажность не способствует коэффициент
	Тепловые Циклирование . Некоторые экспериментаторы сообщают, что термоциклирование увеличивает скорость роста усов, но другие сообщают об отсутствии эффекта из-за к термоциклированию.
	Электрический Поле: Бакенбарды расти спонтанно, не требуя приложенного электрического поля для поощрения их рост. Некоторые недавние наблюдения за оловянными усами, вызванными полевые проблемы в коммерческом секторе, кажется, предполагают, что электрическая поле может стимулировать рост усов, но требуется дополнительный анализ, чтобы подтвердите эти эффекты (если они есть). GSFC продемонстрировал, что усы могут изгибаются под действием сил электростатического притяжения, что увеличивает вероятность шорт с жестяными усами (см. к эксперименту GSFC № 4).

Вискер Склонные процессы : в отрасли ведутся бурные дебаты. относительно того, какие процессы гальванического покрытия склонны к образованию усов формирование. Большая часть литературы соглашается с тем, что «чистая оловянные гальванические поверхности (особенно те, на которых используются отбеливатели в процессе металлизации) наиболее подвержены образованию вискеров. Есть также сообщения о том, что на оловянно-свинцовом покрытии могут расти усы; однако обычно сообщается, что такие усы имеют длину менее 50 мкм.

Предложения по снижению риска образования олова Отказы, вызванные усами:

неопределенности, связанные с ростом оловянных усов, чрезвычайно затрудняют предсказать, могут ли/когда появиться оловянные усы. В следующем списке представлены некоторые предложения по снижению риска отказов, вызванных оловянными усами.

По возможности избегайте использования компонентов с покрытием PURE TIN . Использование спецификаций закупок, которые имеют четкие Настоятельно рекомендуется ограничить использование чистого лужения. Большинство (но не все) широко используемые в настоящее время военные спецификации есть запреты на чистое лужение. Исследования показали, что легирование оловом со вторым металлом снижает склонность к образованию усов рост. Сплавы олова и свинца обычно считаются приемлемыми там, где сплав содержит не менее 3% свинца масса. Хотя некоторые экспериментаторы сообщают о росте усов из оловянно-свинцового сплавов, такие усы, как сообщается, значительно меньше чем те, которые получены из чистых луженых поверхностей, и считается, что они достаточно небольшой, чтобы не представлять значительного риска для геометрии сегодняшней микроэлектроника.
После закупок Надеяться на это может быть опасно на сертификате производителя детали, что чистое лужение не использовалось при производстве поставляемой продукции. NASA GSFC известно о нескольких случаях, когда в спецификации на поставку требовалось «Нет чистого олова», но Позже было установлено, что поставленный продукт представляет собой чистое олово. В некоторых из в этих случаях также были обнаружены наросты оловянных усов. Пользователи рекомендуется проанализировать состав гальванопокрытий изделий, полученных в качестве независимая проверка.

При простом отказе от чистого олова покрытие не является приемлемым вариантом (например, в случаях, когда его использование обнаружено поздно в системной интеграции/тестировании), то следующие подходы также могут быть считается снижающим риск.

Погружной припой с покрытием поверхности достаточно использовать оловянно-свинцовый припой, чтобы полностью оплавить и сплавить лужение. Очевидно, требуются особые меры предосторожности. для предотвращения повреждений, вызванных тепловым ударом, для предотвратить потерю герметичности и избежать термической деструкции. Этот подход может иметь ограниченный успех, поскольку может быть трудно гарантировать, что вся поверхность правильно оплавлена. Увидеть апрель Фотография месяца 2004 г. как один из примеров ограничений, связанных с с этой конкретной стратегией смягчения последствий.
Заменить пластину, склонную к усам районы . Некоторые производители могут отказаться от Чистая жесть из готовой продукции и повторная тарелка с использованием подходящего альтернативного материала покрытия, такого как как олово/свинец или никель. Рекомендуется проявлять осторожность при рассмотрении возможности использования внешнее покрытие (например, Sn-Pb или Cu) поверх существующего чистого олова депозит. Есть некоторые свидетельства того, что усы все еще могут образовываться из слой чистого олова и выступают через тонкий внешний слой.
Конформное покрытие или пенопласт герметизация сверху склонная к усам поверхность может значительно снизить риск поражения электрическим током короткие замыкания, вызванные усами. Выбор материала покрытия, толщина и возможная деградация со временем/воздействием окружающей среды могут влияет на эффективность покрытия. НАСА GSFC эксперименты показали, что использование Arathane 5750 (ранее Uralane 5750) конформно при равномерном нанесении на номинальную толщину от 2 до 3 мил может обеспечить значительное преимущество за счет сдерживания роста усов наружу через покрытие. Это покрытие также устойчиво к проникновению усов. попытка проколоть покрытие снаружи.

“Металл Whiskers: A Discussion for CALCE Symposium”, Symp. on Part Повторная обработка, устранение оловянных усов и доработка сборки, 12 ноября, 2008
Дж. Брюссе, Х. Лейдекер, Л. Панащенко (особенно страницы 19-28)

См. также следующее исследование доктором Томом Вудроу (Boeing), в котором он оценил 6 различные материалы конформного покрытия для подавления образования усов образование и последующая опасность короткого замыкания.

«Оценка конформных покрытий как стратегии смягчения последствий «жестяных усов», часть 2», СМТАИ, сентябрь 2006 г.

«Оценка конформных покрытий как стратегии уменьшения образования «жестяных усов», IPC/JEDEC 8-я Международная конференция по бессвинцовым электронным компонентам и Ассамблеи, Сан-Хосе, Калифорния, 18-20 апреля 2005 г.

	технический бумага (~11 МБ) и
	презентация (~19 Мбайт)

Оно имеет также экспериментально наблюдалось, что конформное покрытие может достаточно ограничить доступность олова для сведения к минимуму риска образования плазмы во время короткого замыкания.