אמצעי זהירות לשימוש במוטות הלחמה

אִחסוּן

(1) סביבת אחסון

יש לשלוט על הטמפרטורה בטמפרטורת החדר, בדרך כלל 18-28 מעלות; הלחות צריכה להיות 10%-65%; ושלא יהיו גזים מחמצנים חזקים כגון חמצן. בדרך כלל יש לאחסן אותם אטומים בקופסאות האריזה שלהם.

(2)אמצעי בטיחות אחסון

מוטות הלחמההם כבדים; הימנע מהצבתם במיקומים מוגבהים. רצוי שמקום האחסון יהיה בקומת הקרקע עם רצפה מוצקה (אם מניחים אותה בקומות אחרות, יש להעריך אם הרצפה יכולה לשאת את המשקל, ולצפות בקביעות באזור המיקום לאיתור סימני צניחה כדי למנוע קריסה). גם גובה הערימה צריך להיות מוגבל.

(1) טמפרטורה

טמפרטורת ההלחמה עבור מוטות הלחמה עופרת (Sn63/Pb37) מוגדרת בדרך כלל על 230 מעלות, בעוד שטמפרטורת ההלחמה עבור מוטות הלחמה ללא עופרת-(SAC305) מוגדרת בדרך כלל על 260 מעלות.

(2) סביבה אטמוספרית

בשימוש במוטות הלחמה בהלחמת גלים, מומלץ להשתמש בגז חנקן לשיפור הנזילות והרטיבות של ההלחמה, להפחית את קצב חמצון ההלחמה בטמפרטורות גבוהות ולמזער אובדן הלחמה.

(3) בקרת עוצמת הלחמה

כמות ההלחמה במיכל הלחמת הגל נשלטת בדרך כלל על ידי גובה מפלס הנוזל כדי להקטין את הפרש הגובה בין ההלחמה הנוזלית המרוססת מהגל לבין פני הנוזל, ובכך להפחית את כמות הלחמה שנוצרת ולמזער את אובדן ההלחמה.

(4) בקרת תוכן טומאה

1) סיווג של פח-הלחמות עופרת לפי טוהר

① הלחמה ממוחזרת ומזוקקת: בתעשייה, חלק מהלחמה פסולת (הלחמה מטפטפת, קצוות הלחמה וחומרים מזוהמים זרוקים וכו') לרוב ממוחזרים או מעודנים ולאחר מכן נמכרים מחדש. בשל עלות הזיקוק הגבוהה (שעולה בהרבה על מחיר המכירה של ההלחמה), עבור הלחמה פסולת בדרגה- נמוכה המכילה רק זיהומים כגון נחושת, אבץ וברזל, הנוהג הכללי הוא להוסיף מתכת בתולה חדשה להלחמת הפסולת הממוחזרת כדי להפחית את תכולת הטומאה מתחת לרמה המותרת לזיהום הלחמה. תקני ממשלת ארה"ב QQ-S-571 ו-ASTM B-32 משקפים את רמות הזיהום המותרות בחומרים ממוחזרים, כפי שמוצג בטבלאות 2.10 ו-2.11.

אלמנט/נכס	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 (%)	לְאַזֵן	לְאַזֵן	לְאַזֵן	לְאַזֵן	לְאַזֵן	לְאַזֵן
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
בי מקסימום (%)	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
אל מקסימום (%)	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005
כמקסימום (%)	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
מקסימום CD (%)	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001
Solidus ( תואר )	183	183	183	183	183	183
Liquidus ( תואר )	193	183	189	191	216	238

צִיוּן	Sn	Pb	Sb min–max	בי מקסימום	Cu max	Fe max	אל מקסימום	Zn מקסימום	כמקסימום
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

השימוש בהלחמה ממוחזרת מונע ביישומים קריטיים מכיוון שבייצור המוני אוטומטי, הזיהומים הבלתי צפויים בהלחמה ממוחזרת מציגים שינויים בלתי צפויים בביצועי ההלחמה, שעלולים להוביל לבעיות חמורות.

Solder bars

② הלחמה בתולה: הלחמה בתולה מתייחסת להלחמה עשויה בדיל ועופרת מזוקקת מעפרות. הלחמה בתולה היא חומר סטנדרטי בייצור בתעשייה האלקטרונית, במיוחד בריתוך אוטומטי לייצור המוני (כגון הלחמת גלים של מעגלים מודפסים). העקביות של תכולת הטומאה בדרגה זו של הלחמה צפויה יחסית, ובכך מונעת את הסיכונים הפוטנציאליים הכרוכים בשימוש בהלחמה ממוחזרת.

יסוד טומאה	מקסימום תוכן מותר (Wt%)
Cu	0.300
Au	0.200
CD	0.005
Zn	0.005
אל	0.006
סב	0.500
Fe	0.020
כְּמוֹ	0.030
דוּ	0.250
א.ג	0.100
ני	0.010

יסוד טומאה	QQ-S-571E, ASTM B-32*	ערך טיפוסי של הלחמה חדשה (%)	ערך גבול מקסימלי (במשקל משקל)
סב	*	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***
אל	0.005	0.003	0.006*
כְּמוֹ	0.030	0.020	0.030
Fe	0.020	0.001	0.020
דוּ	0.250	0.006	0.250
ב	-	0.007	-
ני	-	0.002	-
א.ג	-	0.002	0.100
Pb	0.080	0.010	0.060

*חל על (0.20–0.50)% wt Sb; אחרת עד 0.12% משקל.
** זיהומים Cu, Au, Cd, Zn, Al לא יעלו על 0.30% (חמים ב-250 מעלות)

יסוד טומאה	יפן JIS-Z-3282-1972 A Grade (wt%)	יפן JIS-Z-3282-1972 B Grade (wt%)	MIL ארה"ב (wt%)	סין YB-568 (Wt%)
סב	<1.0	<0.30	<10	0.2 ~ 0.5
Cu	<0.08	<0.05	<0.03	<0.08
דוּ	<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
אל	<0.005	<0.005	<0.005	0.005
כְּמוֹ	<0.03	<0.03	<0.03	0.05

2) השפעת זיהומי מתכת על המאפיינים הפיזיים של בדיל-הלחמת עופרת

כמויות עקבות של מתכות אחרות נמצאות לעתים קרובות בהלחמה כזיהומים. חלק מהזיהומים אינם מזיקים, בעוד שלאחרים, אפילו בכמויות קטנות, יכולות להיות השפעות שליליות שונות על תהליך ההלחמה וביצועי מפרק ההלחמה. באופן כללי, ההשפעה של יסודות טומאה בהלחמה תלויה במסיסות המוצקה של יסוד המתכת המוסף בשלב הפח או העופרת. אם נוצרות תרכובות בין-מתכתיות, ההשפעה תלויה גם ביצירת התרכובות הבין-מתכתיות הללו. היווצרות של תמיסות מוצקות מגבירה את ההתנגדות (למשל, הוספת ביסמוט ומנגן), בעוד שהיווצרות תרכובות בין-מתכתיות מפחיתה את ההתנגדות של ההלחמה (למשל, הוספת נחושת).

3) השפעת הזיהומים על הרטבה
זיהומים כגון אבץ ואלומיניום הם זיהומים מזיקים. אפילו בתכולה של 0.001%, הם עלולים להחמיר את המראה של מפרקי הלחמה ולהשפיע באופן משמעותי על הרטיבות ונזילות, מה שמקשה על הלחמת גלים. זיהומי המתכת המשפיעים ישירות על ההלחמה כוללים נחושת, זהב, אבץ ואלומיניום. זיהומים אלו עלולים לגרום לשחיקה של המתכת הבסיסית כשהיא שקועה בגל ההלחמה, מה שמוביל לפגמי הלחמה כגון "גישור" ו"ספיצות".

זיהומי עקבות מתכת המשולבים בהלחמת עופרת בדיל ישנו את אנרגיית פני השטח של הסגסוגת המתקבלת, ובכך ישפיעו על מאפייני ההרטבה שלה, כפי שמוצג באיור 2.22. בהלחמת גלים, להשפעת זיהומים על יכולת ההרטבה יש חשיבות מיוחדת בהבטחת תוצאות הלחמת גלים יעילות.

יתרה מזאת, נוכחותם של שאריות תחמוצת-עופרת בדיל, גזים ותכלילים לא-מתכתיים בהלחמה משפיעה באופן משמעותי גם על ביצועי ההלחמה, עובדה שלעתים קרובות מתעלמים ממנה. הלחמה מומסת בוואקום- העשויה מפח מומס-בוואקום ומציגה את תכונות הדיפוזיה הטובות ביותר.

4) השפעתן של מתכות טומאה על ביצועי הלחמה
המרכיבים העיקריים של הלחמת עופרת המשמשת בהלחמת גלים הם בדיל ועופרת. בנוסף, הוא מכיל יסודות קורט, הנחשבים לזיהומים. ההשפעה של מתכות הטומאה העיקריות שנתגלו בהלחמת גלים על ביצועי ההלחמה מוצגת בטבלה 2.15.

יסוד טומאה	מאפיינים מכניים	יכולת הרטבה/יכולת הלחמה	שינויים בטמפרטורת התכה	אפקטים אחרים
עופרת (Pb)	חוזק המתיחה עולה, המשיכות הופכת לשבירה	יכולת הרטבה גבוהה, נזילות מופחתת	טווח התכה צר יותר	התנגדות חשמלית מוגברת
ביסמוט (בי)	הופך שביר	נזילות מופחתת והרטבה; נוטה לגישור ולקפיצות	נקודת התכה נמוכה יותר	סדקים במהלך רכיבה תרמית, אובדן ברק
אבץ (Zn)	החוזק עולה	קשה לטפל	נקודת התכה גבוהה יותר	משטח נקבובי, גרגירים גסים, אובדן ברק
ברזל (Fe)	חוזק חיבור מופחת	נזילות מופחתת	נקודת התכה גבוהה יותר	תכונות מגנטיות
אלומיניום (אל)	שביר וקשה	נזילות נמוכה במיוחד; במקרים מסוימים, ללא הרטבה	יוצר מבעבע או מחט-כמו גבישים, משטח מחוספס	מתחמצן בקלות, מאכל, אובדן ברק
זרחן (P)	כמויות קטנות מגדילות את הנזילות	-	-	צבע כהה
קדמיום (Cd)	הופך שביר	הרטבה ירודה, נזילות מופחתת	טווח התכה רחב יותר	מראה נקבובי ולבן
ארסן (אס)	שביר וקשה	צמיגות מוגברת; נוטה לגישור ולקפיצות	נקודת התכה גבוהה יותר	יוצר תרכובות גרגיריות או נמוכות-המסה
אנטימון (Sb)	הופך שביר	ביצועי הלחמה מופחתים	נקודת התכה גבוהה יותר	יוצר גבישים מבעבעים
כסף (Ag)	מעל 5% נוטים לייצר גז	דורש שטף אקטיבי	נקודת התכה גבוהה יותר	עמידות מוגברת בחום
זהב (או)	הופך לשביר, חוזק מכני מופחת	אובדן ברק	-	מראה לבן