Mjere opreza za korištenje lemnih šipki

Skladištenje

(1) Okruženje pohrane

Temperaturu treba kontrolirati na sobnoj temperaturi, općenito 18-28 stupnjeva; vlaga treba biti 10%-65%; a ne bi smjelo biti jakih oksidirajućih plinova poput kisika. Općenito ih treba čuvati zatvorene u kutijama za pakiranje.

(2)Sigurnosne mjere pri skladištenju

Šipke za lemljenjesu teški; izbjegavajte njihovo postavljanje na povišena mjesta. Poželjno je da mjesto skladištenja bude u prizemlju s čvrstim podom (ako je postavljeno na druge podove, procijenite može li pod izdržati težinu i redovito promatrajte prostor za postavljanje na znakove progiba kako biste spriječili urušavanje). Visina slaganja također treba biti ograničena.

(1) Temperatura

Temperatura lemljenja za lemne šipke s olovom (Sn63/Pb37) općenito je postavljena na 230 stupnjeva, dok je temperatura lemljenja za-bezolovne (SAC305) lemne šipke općenito postavljena na 260 stupnjeva.

(2) Atmosferski okoliš

Kada se lemne šipke koriste u valovitom lemljenju, preporučuje se korištenje plinovitog dušika za poboljšanje fluidnosti i močivosti lema, smanjenje stope oksidacije lemljenja na visokim temperaturama i minimiziranje gubitka lema.

(3) Kontrola glasnoće lema

Količina lema u spremniku za valovito lemljenje općenito se kontrolira visinom razine tekućine kako bi se smanjila razlika u visini između tekućeg lema koji se raspršuje iz vala i površine tekućine, čime se smanjuje količina generirane troske lema i minimizira gubitak lema.

(4) Kontrola sadržaja nečistoća

1) Klasifikacija kositar-olovnih lemova prema čistoći

① Reciklirani i rafinirani lem: U industriji se neki otpadni lem (šljaka od lema, kapanje lema, krajevi lema i odbačeni kontaminirani materijali itd.) često recikliraju ili rafiniraju i potom preprodaju. Zbog visokih troškova rafiniranja (koji daleko premašuju prodajnu cijenu lema), za otpadni lem niskog-razreda koji sadrži samo nečistoće kao što su bakar, cink i željezo, opća je praksa da se recikliranom otpadnom lemu dodaje novi čisti metal kako bi se sadržaj nečistoća smanjio ispod dopuštene razine za kontaminaciju lemom. Standardi američke vlade QQ-S-571 i ASTM B-32 odražavaju dopuštene razine kontaminacije u recikliranim materijalima, kao što je prikazano u tablicama 2.10 i 2.11.

Element/Svojstvo	Sn70	Sn63	Sn62	Sn60	Sn50	Sn40
Sn (%)	69.5–71.5	62.5–63.5	61.5–62.5	59.5–61.5	49.5–51.5	39.5–41.5
Pb (%)	Ravnoteža	Ravnoteža	Ravnoteža	Ravnoteža	Ravnoteža	Ravnoteža
Sb max (%)	0.20–0.50	0.20–0.50	0.20–0.50	0.20–0.50	0.20–0.50	0.20–0.50
Bi max (%)	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25
Ag max (%)	0.015	0.015	1.75–2.25	0.015	0.015	0.015
Cu max (%)	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe max (%)	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
Zn max (%)	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005
Al max (%)	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005
Kao max (%)	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
Cd max (%)	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001
Solidus (stupanj)	183	183	183	183	183	183
Liquidus (stupanj)	193	183	189	191	216	238

Razred	Sn	Pb	Sb min–maks	Bi max	Cu max	Fe max	Al max	Zn max	Kao maks
70A	70	30	-	0.12	0.25	0.08	0.02	0.005	0.03
70B	70	30	0.20–0.50	0.25	0.08	0.02	0.005	0.005	0.03
63A	63	37	-	0.12	0.25	0.08	0.02	0.005	0.03
63B	63	37	0.20–0.50	0.25	0.08	0.02	0.005	0.005	0.03
60A	60	40	-	0.12	0.25	0.08	0.02	0.005	0.03
60B	60	40	0.20–0.50	0.25	0.08	0.02	0.005	0.005	0.03
50A	50	50	-	0.12	0.25	0.08	0.02	0.005	0.03
50B	50	50	0.20–0.50	0.25	0.08	0.02	0.005	0.005	0.03
45A	45	55	-	0.12	0.25	0.08	0.02	0.005	0.03
45B	45	55	0.20–0.50	0.25	0.08	0.02	0.005	0.005	0.03

Upotreba recikliranog lema ne preporučuje se u kritičnim primjenama jer, u automatiziranoj masovnoj proizvodnji, nepredvidive nečistoće u recikliranom lemu uvode nepredviđene varijacije u učinkovitosti lemljenja, što potencijalno dovodi do ozbiljnih problema.

Solder bars

② Virgin lem: Virgin lem se odnosi na lem napravljen od kositra i olova rafiniranog iz rude. Virgin lem je standardni materijal u proizvodnji elektroničke industrije, posebice u automatiziranom zavarivanju za masovnu proizvodnju (kao što je valovito lemljenje tiskanih pločica). Konzistentnost sadržaja nečistoća u ovoj vrsti lema je relativno predvidljiva, čime se sprječavaju potencijalne opasnosti povezane s uporabom recikliranog lema.

Element nečistoća	Maksimalno dopušteni sadržaj (tež.%)
Cu	0.300
Au	0.200
CD	0.005
Zn	0.005
Al	0.006
Sb	0.500
Fe	0.020
Kao	0.030
Dvo	0.250
Ag	0.100
Ni	0.010

Element nečistoća	QQ-S-571E, ASTM B-32*	Tipična vrijednost novog lema (tež.%)	Maksimalna granična vrijednost (tež.%)
Sb	*	0.010	*
Cu	0.080	0.010	0.25**
Au	-	0.001	0.08***
CD	-	0.001	0.005***
Zn	0.005	0.001	0.005***
Al	0.005	0.003	0.006*
Kao	0.030	0.020	0.030
Fe	0.020	0.001	0.020
Dvo	0.250	0.006	0.250
U	-	0.007	-
Ni	-	0.002	-
Ag	-	0.002	0.100
Pb	0.080	0.010	0.060

*Primjenjivo na (0,20–0,50) wt% Sb; inače do 0,12 tež.%.
**Nečistoće Cu, Au, Cd, Zn, Al ne smiju prelaziti 0,30% (toplo na 250 stupnjeva)

Element nečistoća	Japan JIS-Z-3282-1972 A klasa (tež.%)	Japan JIS-Z-3282-1972 B klasa (tež.%)	US MIL (tež.%)	Kina YB-568 (tež.%)
Sb	<1.0	<0.30	<10	0.2 ~ 0.5
Cu	<0.08	<0.05	<0.03	<0.08
Dvo	<0.05	<0.05	0.25	0.1
Zn	<0.005	<0.005	<0.005	0.002
Fe	0.35	<0.03	<0.02	0.02
Al	<0.005	<0.005	<0.005	0.005
Kao	<0.03	<0.03	<0.03	0.05

2) Utjecaj metalnih nečistoća na fizikalna svojstva kositar-olovnog lema

Količine drugih metala u tragovima često su prisutne u lemu kao nečistoće. Neke nečistoće su bezopasne, dok druge, čak iu malim količinama, mogu imati različite štetne učinke na proces lemljenja i performanse lemljenog spoja. Općenito govoreći, učinak nečistoća u lemu ovisi o čvrstoj topljivosti dodanog metalnog elementa u fazi kositra ili olova. Ako nastaju intermetalni spojevi, učinak ovisi i o nastanku tih intermetalnih spojeva. Stvaranje krutih otopina povećava otpornost (npr. dodavanje bizmuta i mangana), dok stvaranje intermetalnih spojeva smanjuje otpornost lema (npr. dodavanje bakra).

3) Utjecaj nečistoća na vlaženje
Nečistoće kao što su cink i aluminij su štetne nečistoće. Čak i pri sadržaju od 0,001%, mogu pogoršati izgled lemljenih spojeva i značajno utjecati na sposobnost vlaženja i fluidnost, otežavajući valovito lemljenje. Metalne nečistoće koje izravno utječu na lemljenje uključuju bakar, zlato, cink i aluminij. Ove nečistoće mogu uzrokovati eroziju osnovnog metala kada su uronjene u val lemljenja, što dovodi do grešaka u lemljenju kao što su "premost" i "šiljci".

Tragovi metalnih nečistoća ugrađenih u kositar-olovni lem promijenit će površinsku energiju nastale legure, utječući tako na njezine karakteristike vlaženja, kao što je prikazano na slici 2.22. Kod valovitog lemljenja, utjecaj nečistoća na sposobnost vlaženja od posebne je važnosti za osiguranje učinkovitih rezultata valovitog lemljenja.

Nadalje, prisutnost ostataka kositrenog-olovnog oksida, plinova i ne-metalnih inkluzija u lemu također značajno utječe na performanse lema, što je činjenica koja se često zanemaruje. Vakuumski-otopljeni lem napravljen od vakuum-otopljenog kositra i olova pokazuje najbolja svojstva difuzije.

4) Utjecaj nečistoća metala na učinak lemljenja
Glavne komponente olovnog lema koji se koristi u valovitom lemljenju su kositar i olovo. Osim toga, sadrži elemente u tragovima, koji se smatraju nečistoćama. Utjecaj glavnih nečistoća metala koji se susreću kod valovitog lemljenja na učinak lemljenja prikazan je u tablici 2.15.

Element nečistoća	Mehanička svojstva	Močljivost/lemljivost	Promjene temperature topljenja	Ostali efekti
Olovo (Pb)	Raste vlačna čvrstoća, duktilnost postaje krta	Visoka sposobnost vlaženja, smanjena fluidnost	Uže područje taljenja	Povećani električni otpor
Bizmut (Bi)	Postaje lomljiv	Smanjena fluidnost i sposobnost vlaženja; sklona premošćivanju i šiljanju	Niže talište	Pukotine tijekom toplinskog ciklusa, gubitak sjaja
Cink (Zn)	Snaga se povećava	Teško za rukovanje	Viša točka taljenja	Porozna površina, krupna zrna, gubitak sjaja
Željezo (Fe)	Smanjena čvrstoća lijepljenja	Smanjena fluidnost	Viša točka taljenja	Magnetska svojstva
Aluminij (Al)	Lomljiva i tvrda	Izuzetno niska fluidnost; u nekim slučajevima, nema vlaženja	Formira mjehuričaste ili igličaste-kristale, grube površine	Lako oksidira, korozivno, gubi sjaj
fosfor (P)	Male količine povećavaju fluidnost	-	-	Tamna boja
Kadmij (Cd)	Postaje lomljiv	Loša sposobnost vlaženja, smanjena fluidnost	Širi raspon topljenja	Porozni, bijeli izgled
Arsen (As)	Lomljiva i tvrda	Povećana viskoznost; sklona premošćivanju i šiljanju	Viša točka taljenja	Tvori zrnate spojeve ili spojeve-niskog tališta
antimon (Sb)	Postaje lomljiv	Smanjena učinkovitost lemljenja	Viša točka taljenja	Tvori mjehuraste kristale
srebro (Ag)	Preko 5% stvara plin	Zahtijeva aktivni tok	Viša točka taljenja	Povećana otpornost na toplinu
zlato (Au)	Postaje krt, smanjena mehanička čvrstoća	Gubitak sjaja	-	Bijeli izgled