Durch die Erhöhung der Ausbeuten und die Verwendung billigerer Bauteile und Leiterplatten können die Herstellungskosten durch Oberflächenmontageprozesse bei niedrigen Temperaturen erheblich gesenkt werden. Es wurde eine niedrigschmelzende Lotlegierung (mit einer nominalen Zusammensetzung von Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag) entwickelt, die die maximale Reflow-Temperatur während der Oberflächenmontage erheblich senken kann. Diese Lotlegierung ist mit Standard-Pb-Sn-Oberflächenbeschichtungen kompatibel, schmilzt in einem Temperaturbereich von ~ 166-172 ° C und hat gute mechanische Eigenschaften.
Nach der Bestimmung der optimalen ternären Zusammensetzung von Sn-42Pb-8Bi wurden die anderen vorteilhaften Wirkungen von quaternären Additiven auf die Schmelzeigenschaften der Legierung untersucht. Die Zugabe von Silber ist der vorteilhafteste Vorteil. Mit einem Ag-Gehalt von etwa 0,5% werden maximale thermische und mechanische Vorteile erzielt. Die Solidustemperatur dieser Legierung beträgt ~ 166 ° C, die Temperatur der Hauptflüssigkeit beträgt ~ 172 ° C und eine sehr kleine Menge (etwa 2-3%) der verbleibenden bleireichen Feststoffe schmilzt erst bei 178 ° C vollständig. Diese Schmelzeigenschaft zeigt, dass es möglich ist, die maximale Reflow-Temperatur bei der Oberflächenmontage mit einer silberdotierten Legierung um 10-15 ° C zu senken. Schwankungen in der Silberzusammensetzung unter 0,2% senken den Schmelzpunkt nicht wirksam, und Silbergehalte über 0,8% beginnen, eine Phase mit einem Schmelzpunkt zu bilden, der den eutektischen Wert von 63Sn-37Pb weit überschreitet.
Es werden Experimente an vollständig gefüllten Platten mit höherer lokaler thermischer Masse durchgeführt, um die niedrigste Peak-Reflow-Temperatur für eine bestimmte Anwendung zu bestimmen. Es scheint jedoch klar zu sein, dass oberflächenmontiertes Löten mit Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag Lötpaste bei einer viel niedrigeren Temperatur durchgeführt werden kann, als derzeit verwendet wird, um einen Großteil der damit verbundenen Feuchtigkeits- und Temperaturempfindlichkeit zu verringern Ertragsprobleme. Oberflächenmontierte Komponenten.
Galinstan ist ein Handelsname und eine gebräuchliche Bezeichnung für Flüssigmetalllegierungen und seine Zusammensetzung gehört zu einer Familie von eutektischen Legierungen, die hauptsächlich aus Gallium, Indium und Zinn bestehen. Diese eutektischen Legierungen sind bei Raumtemperatur flüssig und schmelzen normalerweise bei +11 ° C (52 ° F), während handelsübliches Galinstan bei -19 ° C (-2 ° F) schmilzt.
Beispiele für typische eutektische Gemische sind 68 Gew .-% Ga, 22 Gew .-% In und 10 Gew .-% Sn, obwohl das Verhältnis zwischen 62 Gew .-% und 95 Gew .-% Ga, 5 bis 22 Gew .-% In, 0 bis 16 Gew .-% Sn liegt. ) Zwischen den verbleibenden Eutektika wurde die genaue Zusammensetzung des Handelsprodukts "Galinstan" nicht bekannt gegeben.
Aufgrund der geringen Toxizität und Reaktivität seiner Metalle kann Galinstein viele Anwendungen ersetzen, bei denen zuvor giftiges flüssiges Quecksilber oder aktives NaK (Natrium-Kalium-Legierung) verwendet wurde.
