Alloy Melting | Indium Corporation Blog

Fonte de l'alliage

Wednesday, April 8, 2015

Les amis,

Richard demande :

Cher Dr. Ron,

Récemment, nous avons eu un problème de brasage avec des fils de composants à finition en étain et la pâte de brasage SAC305. Un de nos ingénieurs a avancé que le problème résidait dans le fait que la finition en étain fondait à une température trop élevée (Tm= 232°C) pour la pâte de brasage SAC305 (Tm = 219°C) pour la fondre.

Je comprends que c'est certainement au dessus de 232°C que les deux fondent et forment un bon joint de brasage mais même si la température est inférieure à 232°C, disons 225°C, l'étain fond. Pouvez-vous expliquer ce phénomène ?

Richard,

Merci pour cette question qui peut être interprétée de deux façons. La première sera que, dans un four de refusion à des températures au dessus du point de fusion des deux métaux, celui qui a la température de fusion la plus élevée empêche le métal ayant la température de fusion la plus basse de fondre. Cela n'est pas vrai car les deux métaux se rapprocheraient de la température de l'air dans le four de refusion et fondraient.

L'autre point de vue serait que la température dans le four de refusion est supérieure à la température de fusion de SAC305 mais en dessous de celle de l'étain. Alors comment l'étain peut-il fondre ? Pour examiner cette situation, disons que le four est à 228°C. L'étain sur le plomb ou la finition du tampon fondra-t-il ? La réponse est oui. Mais, essayons de comprendre le phénomène avec l'or et l'étain d'abord.

Des métaux qui présentent des différences de points de fusion extrêmes se dissolvent souvent l'un dans l'autre. Comme vous l'avez indiqué, l'étain fond à 232°C alors que l'or fond à 1064°C.

Ce diagramme des phases se trouve ici.

Figure 1 Le diagramme des phase de l'or et de l'étain

Pour fabriquer un brasage en or-étain, il faut avoir un bain d'étain à une température modérée, disons 350°C. Insérez l'or et il fondra et coulera dans l'étain fondu. Cela est vrai même si l'or fond à 1064°C. Cet effet peut être montré de façon expérimental. Un phénomène similaire existe avec l'or et le mercure. Le mercure réagit avec l'or à des températures ambiantes. Le phénomène peut être utilisé pour extraire de très petites particules d'or du sol et est couramment utilisé aujourd'hui dans l'exploitation minière artisanale de l'or. Malheureusement cette utilisation du mercure est souvent toxique pour les mineurs et pollue l'environnement.

Examinons les brasages de l'assemblage électronique à nouveau, supposons qu'un brasage étain-plomb liquide est chauffé à 200°C. Voir la figure 2a. Comme on le voit dans cette figure, une bille d'étain à 25°C est maintenue au dessus du brasage d'étain-plomb fondu. La bille d'étain est immergée dans le brasage d'étain-plomb fondu. Le brasage étain-plomb forme un ménisque autour de l'étain solide. Même à température ambiante, les atomes d'étain vibrent, et par conséquent, certains de ces atomes sur la bille d'étain finissent par passer dans le brasage d'étain-plomb. Cette action laissera une place dans la bille d'étain qui pourra être remplie par un atome de plomb du brasage d'étain-plomb. A proximité de l'atome de plomb nouvellement arrivé, la température de fusion de ce point microscopique d'alliage étain-plomb baissera car le brasage d'étain-plomb a une température de fusion en dessous de celle de l'étain. Cette procédure se poursuivra jusqu'à ce que la totalité de l'étain se mélange au brasage d'étain-plomb et coule dans ce dernier comme on le voit dans les Figures 2c à 2f.

Figure 2a

Figure 2b

Figure 2c

Figure 2d

Figure 2e

Figure 2f

Une vidéo montrant une expérience qui montre le brasage SAC coulant dans un brasage étain-plomb à 208°C (environ 10°C en dessous du point de fusion du brasage SAC) figure ci-dessous. Je remercie Mario Scalzo pour cette vidéo.

Au plaisir,

Dr. Ron

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