Słowniczek pojęć lutowniczych

Aktywator

Aktywator stanowi kluczowy element przy zapewnieniu dobrego styku elektrycznego. Pozostaje względnie obojętny w niższych temperaturach, lecz po włożeniu do pieca jest bardzo aktywny i zaczyna działać jak kwas, wżerając się w powierzchnie metalowe. Powoduje to efektywne usunięcie tlenków, olejów i innych zanieczyszczeń umożliwiając prawidłowe nawilżenie innych powierzchni.

Aktywność powierzchniowa

Interakcja pomiędzy materiałem i kanalikiem o małej średnicy lub otworem. Po nawilżeniu boków kanaliku napięcie powierzchniowe przemieszcza materiał wzdłuż kanaliku.

Ball Grid Array (BGA)

Wysokiej gęstości upakowanie przy powierzchniowym montażu elementów.

Brak nawilżania

Usterka, kiedy część lub cała powierzchnia nie została nawilżona podczas procesu lutowania. Stan ten jest rozpoznawany przez fakt, że widoczny jest nagi metal bazowy (inaczej niż przy odwilżaniu). Jest to zwykle spowodowane przez warstwę pośrednią (tlenek lub nalot) na powierzchni.

Bumped Circuit Boards

Nagie płytki obwodów, które posiadają nałożoną pastę i zostały rozgrzane na podkładach przed montażem elementów.

Cynowanie

Wstępne nałożenie powłoki cynowej lub lutowia zawierającego cynę na lutowanej powierzchni. Operacja ta wspomaga nawilżanie i kontrolę przepływu przy wykonywaniu połączenia lutowanego.

Dendryty

Dendryty lub narosty dendrytyczne wzory podobne do płatków śniegu, które mogą narastać na powierzchni metali i lutowia. Mechanizm ten jest dobrze znany i wymaga reakcji chemicznej zdolnej rozpuścić metal na roztwór jonów metalu, które są następnie rozproszone poprzez elektrodyfuzję w obecności pól elektromagnetycznych.

Drawbridging

Zob. Tombstoning

Efekt pop-corn

Termin określający efekt powstały na skutek zmiany wody w parę wewnątrz elementu. Ciśnienie powodowane przez parę może powodować pęknięcia.

Eutektyk

Kompozycja lutowia, gdzie całe lutowie zmienia stan ze stałego na ciekły w tej samej temperaturze.

Fine Pitch

Odstęp osi przewodów 0,5mm lub mniejszy.

Halogenki

Materiały, które można znaleźć w niektórych aktywatorach. Halogenki obejmują: chlorek, bromek, fluorek i jodek.

Higroskopijność

Zawiera kalafonię, rozpuszczalnik i agresywne aktywatory. Topnik RA posiada wyższą aktywność, niż RMA przy umiarkowanie utlenionych powierzchniach. Pozostałość topnika RA jest korozyjna i powinna być usunięta najszybciej, jak to możliwe po zakończeniu nagrzewania, aby uniknąć uszkodzenia montażu. Maksymalny bezpieczny czas przed czyszczeniem zależy od produktu. Pozostałość można usunąć odpowiednim rozpuszczalnikiem.

Kalafonia aktywowana (RA)

Zawiera kalafonię, rozpuszczalnik i agresywne aktywatory. Topnik RA posiada wyższą aktywność, niż RMA przy umiarkowanie utlenionych powierzchniach. Pozostałość topnika RA jest korozyjna i powinna być usunięta najszybciej, jak to możliwe po zakończeniu nagrzewania, aby uniknąć uszkodzenia montażu. Maksymalny bezpieczny czas przed czyszczeniem zależy od produktu. Pozostałość można usunąć odpowiednim rozpuszczalnikiem.

Kawitacja

Puste przestrzenie w połączeniu lutowanym utworzone przez gazy podczas nagrzewania.

Kulki lutu

Małe kulki lutu oddzielone od głównej części.

Lepkość

Miara płynności materiału. W wypadku past lutowniczych odnosi się do grubości. Lepkość jest mierzona w tysiącach centypauzów.

Likwidus

Temperatura, powyżej której następuje całkowite roztopienie lutowia nieeutektycznego.

Lut naruszony

Lut, który uległ utwardzeniu podczas wibracji jednego lub dwóch metali. W wyniku tego powstało niejednolite połączenie z ziarnistą teksturą na powierzchni.

Lut wykonany na zimno

Połączenie, które zostało wykonane przy zbyt niskiej temperaturze (spowodowane przez zbyt krótki czas kontaktu lub zbyt niską temperaturę). Można go rozpoznać poprzez słabe nawilżenie, niezbyt gładką powierzchnię i kredowy lub ziarnisty wygląd.

Lutowanie falowe

Proces lutowania płytek drukowanych poprzez przeprowadzenie przez falę roztopionego lutu.

Lutowanie krokowe

Proces, w którym wykonuje się kolejne operacje stosując różne lutowia przy każdym “kruku” temperatury. Solidus lutowia o wyższej temperaturze jest wyższy niż likwidus lutowia o niższej temperaturze. Np.: Sn10Pb88Ag2 topi się w temp. 268ºC do 290ºC. Podczas drugiej operacji stosuje się Sn96.3Ag3.7, który topi się przy 221ºC, co nie naruszy lutowia o wyższej temperaturze topienia.

Lutowanie twarde

Metoda łączenia metali, która obejmuje użycie metalu wypełniającego lub stopu, który topi się w temp. powyżej 444,4°C.

Lutowie twarde

Lutowie stosowane jako metal wypełniający przy lutowaniu twardym. Niektóre typowe materiały to: miedź-cynk, miedź -złoto, miedź -fosfor i lutowie oparte na srebrze. Temperatury topnienia lutów do lutowania twardego mieści się w zakresie 444,4-1111°C.

Lutowie niskotemperaturowe

Dotyczy lutowia o temperaturze likwidusu poniżej 183°C.

Lutowie wysokotemperaturowe

Dotyczy lutowia o temperaturze likwidusu powyżej 183°C.

Ługowanie

(w znaczeniu lutownictwa) Migracja metalu bazowego do lutowia, zwykle poprzez proces rozpuszczania.

Maskowanie

Materiał stosowany do ochrony wybranych obszarów płytki drukowanej przed lutowaniem.

Mostkowanie

Niepożądane utworzenie ścieżki przewodzącej pomiędzy stykami.

Nadruk

Przeniesienie lutu na powierzchnię poprzez matrycę/sito z raklą.

Nawilżanie

Zdolność ciekłego metalu do przepływu przez metalowe powierzchnie. Nawilżanie występuje, kiedy energia powierzchniowa elementu jest większa niż energia powierzchniowa lutu. Powoduje to nałożenie cienkiej warstwy lutu na powierzchni. Podgrzewanie obniża energię powierzchniową, umożliwiając dalsze nawilżenia cieńszej warstwy. Podgrzewanie również powoduje utlenianie powierzchni, co powstrzymuje nawilżanie.

No Clean (NC) lub Low Residue (LR)

Procesy te pozostawiają tylko cienką warstwę, która nie jest przewodząca, ani szkodliwa dla produktu końcowego. Czyszczenie gotowego produktu nie jest wymagane.

Odgazowanie

Uwolnienie gazów lub par z materiału z upływem czasu. Uwolnienie gazu uwięzionego w niektórych materiałach.

Odwilżanie

Stan, kiedy stopiony lut pokrył powierzchnię, a następnie się cofnął, pozostawiając nieregularne górki rozdzielające cienką warstewkę.

Opadanie

Rozprowadzenie pasty lutowniczej po wykonaniu dawki i przed wyschnięciem, co powoduje utratę właściwości.

Otwór przelotowy

Otwór w płytce drukowanej. Elementy przelotowe posiadają przewody, które są wkładane w otwory i lutowane.

Pasta lutownicza

Homogeniczna mieszanina sproszkowanego lutowia i topnika. Poszczególne pasty lutownicze można aplikować, stosując nadruk, dozowanie, zanurzanie i natrysk.

Pitch

Centralny odstęp druków na płycie lub przewodów w urządzeniu.

Podgrzewanie wstępne

Proces podniesienia temperatury lutowanych elementów, aby zminimalizować szok termiczny.

Powlekanie galwaniczne

Metalowa powłoka części. Istnieją różne procesy powlekania galwanicznego stosowane do wykonania różnej grubości powłok w tym powlekanie bezprądowe i elektrolityczne.

Pozostałość

Część topnika, która pozostaje po upływie pasty lutowniczej.

Profil

Wykres czasu w stosunku do temperatury.

Reflow

Określenie procesu podgrzewania i topienia lutów stałych.

Rosin Mildly Activated (RMA)

Zawiera kalafonię, rozpuszczalnik i niewielkie ilości aktywatora. Większość topników RMA posiada dość niską aktywność i nadaje się do powierzchni łatwo ulegających lutowaniu. Topnik RMA jest czysty, miękki, niekorozyjny i nieprzewodzący. Czyszczenie jest opcjonalne. Pozostałość można usunąć odpowiednim rozpuszczalnikiem.

Rozlutowanie

Usunięcie lutu i składników z obwodu, zwykle w celu naprawy.

Rozprysk

Oddzielenie topnika i lutu od pasty lutowniczej spowodowane przez parowanie zaabsorbowanej wody lub innego materiału o niskiej temperaturze wrzenia.

Rozpuszczalnik

Ciekła substancja stosowana do przemiany żywicy stałej w pastę. Rozpuszczalniki odparowują na wolnym powietrzu, co pogarsza właściwości fizyczne pasty.

Rozpuszczanie

Rozpuszczanie to zmiana chemiczna, która następuje, kiedy materia stała rozpuszcza się w cieczy. Nie stanowi ono stopienia jednego materiału, lecz rozpuszczenia jednego materiału w drugim. Jak rozpuszczanie cukru w wodzie – cukier nie osiągnął temperatury topnienia, lecz rozpuszcza się w wodzie w ten sam sposób.

Solderability

Zdolność metalu do przyjęcia lutu, jako czynnika łączącego.

Solidus

Temperatura, poniżej której lut jest całkowicie stały.

Sopel

Niedopuszczalny ostry punkt lutu, który wystaje ze stopu, lecz nie ma kontaktu z innym przewodem. Sople tworzą się przy odjęciu lutownicy, kiedy lut jest zbyt chłodny lub ustała aktywność topnika.

Standard J

Standard Joint Industry wydawany przez Institute of Interconnecting and Packaging Electronic Circuits.

Surface Insulation Resistance (SIR)

Badanie stosowane do klasyfikacji topników. Topnik jest nadawany na strukturę grzebieniową i dostarczane jest napięcie. Przejście badania następuje przy oporności 1×108 Ω.

Tackiness

Zdolność pasty lutowniczej do utrzymania elementów montowanych powierzchniowo na swoim miejscu.

Temperatura topnienia

Temperatura, w której czysty metal, jak cyna, staje się ciepły. Wyraźna temperatura topnienia dotyczy tylko czystego metalu lub lutowia eutektycznego.

Test z lustrem miedzianym

Metoda badania topnika w celu określenia korozji.

Tombstoning

Efekt określany również jako “Drawbridging” lub “Efekt Manhattanu”, jest to podniesienie jednego końca z pasty lutowniczej w wyniku siły wywołanej naprężeniem powierzchniowym lutowia po nawilżeniu. Zwykle jest to wynik braku równowagi nawilżenia przy podgrzewaniu. Może być to powodowane przez różne czynniki.

Topienie

Proces podgrzania ciała stałego to temperatury, kiedy zmienia się w ciecz.

Topnik

Materiał, który oczyszcza powierzchnie metalowe z zaabsorbowanych gazów, tlenków i innych zanieczyszczeń. Topnik poprawia zdolność nawilżania poprzez redukcję napięcia powierzchniowego pomiędzy lutem i podłożem.

Utlenianie

Degradacja powierzchni metalu powodowana przez tlen. Utrudnia nawilżenie powierzchni.

Warstwa międzymetaliczna

Pośrednia warstwa metalu, która stanowi mieszankę (stop) metalu lutu i podłoża lub elementu. Zwykle tworzy się z powodu dyfuzji, a nie topnienia wszystkich metali składowych.

Water Soluble Paste (WS)

Zawiera kwasy organiczne, płyny tiksotropowe i rozpuszczalnik. Topnik WS wchodzi w szeroki zakres poziomów aktywności do lutowania nawet najtrudniejszych powierzchni. Topnik WS jest korozyjny i powinien być usunięty najszybciej, jak to możliwe po zakończeniu nagrzewania, aby uniknąć uszkodzenia montażu. Maksymalny bezpieczny czas przed czyszczeniem zależy od produktu. Pozostałość można łatwo usunąć wodą o temp. 60°C (140°F) i ciśnieniu 40 psi.

Wielkość cząstki

Zakres średnic cząstek proszku lutowniczego (zwykle 45 do 75 mikronów, często podawana jako numer sita -200/+325).

Wiskersy cynowe

Wiskersy to krystalicznie, przewodzące prąd, włoskowate konstrukcje, które wyrastają z metalu i powierzchni lutowia. Powstają w wyniku wzbudzonych naprężeń. Do ich ograniczania w lutowiach zawierających cynę używa ołowiu, bizmutu i antymonu.

Wygrzewanie wstępne

Utrzymanie elementów przez dłuższy okres w podwyższonej temperaturze, aby zbadać graniczny poziom uszkodzenia elementu.

Wypełnienie

Połączenie lutowane.

Łączące pasmo metalu.

Wytrzymałość na rozciąganie

Charakterystyka materiału, która określa odporność na pęknięcie przy rozciąganiu materiału.

Zbrylanie

Sytuacja, kiedy pasta została uległa zbryleniu z powodu naprężeń, wibracji i/lub wysokich temperatur. Zbrylanie powoduje słabszy przepływ i zatykanie końcówek.