Powód i metoda leczenia wąsów cyny podczas lutowania
Wcześniej wspomnieliśmy, że po lutowaniu na paście lutowniczej mogą pojawić się cynowe wąsy. Wąsy to przewodzące druty, które spontanicznie rosną na podkładkach elektroniki lub produktów elektronicznych. Na przykład: terminale urządzeń elektronicznych, metalowe osłony ekranujące itp. Metale, które są szczególnie podatne na powstawanie wiskerów, to głównie cyna, kadm, cynk itp., a najbardziej reprezentatywnym z nich są wąsy cynowe. Firma Xiaopeng Motors wycofała kiedyś ponad 10,{1}} pojazdów, ponieważ cynowe wąsy wytwarzane przez falownik mogą łatwo powodować zwarcia. . Obecnie producenci pasty lutowniczej rozumieją przyczyny powstawania wąsów cyny i sposoby radzenia sobie z nimi:
1. Natura i przyczyna powstawania blaszanych wąsów
Wąsy cynowe to defekty powierzchni powstające spontanicznie na niektórych przedmiotach z czystej cyny lub przedmiotów o wysokiej zawartości cyny. Przyczyna powstawania wąsów cyny nie została jeszcze ustalona w przemyśle, ale powszechnie uważa się, że oznacza to naprężenie wewnętrznej cyny. Najczęstszym badaniem jest to, że wzrost wąsów cynowych zaczyna się od warstwy galwanicznej z czystej cyny. Jeśli kiedyś proces wzrostu rozpocznie się stopniowo, blaszane wąsy zaczną stopniowo rosnąć od „dna”, a zaopatrzenie w materiał zapewni większa powierzchnia. Dopływ atomów cyny jest rozproszony w ośrodku, więc mamy do czynienia z redukcją grubości warstwy, której nie ma u nasady wąsika cyny, a czasami kierunek wzrostu może się nagle zmienić, powodując tym samym, że wąsik cyny schylać się.
2. Zagrożenia związane z blaszanymi wąsami
1. Pozostałości zanieczyszczeń
Biorąc pod uwagę, że wstrząsy mechaniczne lub wibracje spowodują odpadanie wąsów cyny z powierzchni powłoki i generowanie zanieczyszczeń. Jeśli te cząstki materiału przewodzącego zanieczyszczenia działają losowo, mogą zakłócać działanie wrażliwych ludzkich sygnałów optycznych lub układów mikroelektromechanicznych. Ponadto zanieczyszczenia mogą również powodować zwarcie.
2. Tymczasowe zwarcie
Kiedy prąd zwarciowy tworzony przez cynowe wąsy przekroczy prąd, który może wytrzymać (przeważnie 30 mA), cynowe wąsy zostaną stopione, co spowoduje przerywane impulsy zwarciowe, które są przeważnie trudne do wykrycia.
3. Trwałe zwarcie
Kiedy cynowy wąs rośnie do określonej długości, może spowodować zwarcie dwóch różnych przewodników. Obwody niskonapięciowe o wysokiej impedancji nie mają wystarczającej ilości prądu do stopienia wiskery, powodując trwałe zwarcie. Gdy średnica wiskera jest większa, mogą być przesyłane wyższe prądy.
4. Łuk z oparów metalu w próżni
W warunkach próżni (lub niskiego ciśnienia powietrza), jeśli cynowy wąsacz przewodzi stosunkowo duży prąd (kilka amperów) lub stosunkowo duże napięcie (około 18 woltów), cynowy wiskers odparuje na jony i może przenosić setki amperów Prąd, utrzymanie łuku prądowego zależy od cyny na powierzchni powłoki, aż do jej wyczerpania lub przerwania prądu. Tego rodzaju rzeczy łatwo się zdarzają w urządzeniach takich jak bezpieczniki lub gdy linia jest odłączona. Był kiedyś komercyjny satelita, który spowodował taką sytuację, powodując zboczenie satelity z orbity.
3. Szczególne środki zapobiegania i zwalczania blaszanych wąsów
Biorąc pod uwagę, że pojawienie się wąsów blaszanych zajmuje dużo czasu i może spowodować poważne szkody po ich pojawieniu się, konieczne jest zapobieganie i hamowanie wzrostu wąsów blaszanych w celu rozwiązania problemu wąsów blaszanych. Jak dotąd ogólnie skuteczna metoda nie jest bardzo jasna, ale generalnie staraj się unikać naprężeń ściskających wewnątrz warstwy lutowniczej.
