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수율을 높이고 더 저렴한 부품과 보드를 사용함으로써 저온 표면 실장 공정을 통해 제조 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 표면 실장 어셈블리 동안 피크 리플 로우 온도를 크게 줄일 수있는 저 융점 솔더 합금 (공칭 구성 Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag 포함)이 개발되었습니다. 이 솔더 합금은 표준 Pb-Sn 표면 코팅과 호환되며 ~ 166-172 ° C의 온도 범위에서 용융되며 우수한 기계적 성질을 가지고 있습니다.Sn-42Pb-8Bi의 최적 3 원 조성을 결정한 후, 합금의 용융 특성에 대한 4 급 첨가제의 다른 유리한 효과를 조사 하였다. 은의 첨가는 약 0.5 %의 Ag 함량으로 가장 유리한 피크 열적 및 기계적 이점이 얻어진다. 이 합금의 고 상선 온도는 ~ 166 ° C이고, 주요 액체 온도는 ~ 172 ° C이며, 남은 납이 풍부한 고형물 중 극히 소량 (약 2-3 %)이 178 ° C까지 완전히 녹지 않습니다. 이러한 용융 특성은은-도핑 된 합금을 사용하여 표면 실장 어셈블리 동안 피크 리플 로우 온도를 10-15 ° C 감소시키는 것이 가능함을 보여준다. 0.2 % 미만의은 조성의 변동은 융점을 낮추는데 효과적이지 않으며, 0.8 % 초과의은 함량은 공융 63Sn-37Pb를 훨씬 초과하는 융점을 갖는 상을 형성하기 시작할 것이다.주어진 적용 분야에 대해 가장 낮은 피크 리플 로우 온도를 결정하기 위해 더 높은 국부 열 질량을 갖는 완전히 채워진 플레이트에 대해 실험을 수행하고 있습니다. 그러나 Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag 솔더 페이스트를 사용한 표면 실장 솔더링은 현재 사용되는 것보다 훨씬 더 낮은 온도에서 수행되어 관련된 많은 수분 및 온도 감도를 완화 할 수 있음이 분명합니다. 수율 문제. 표면 실장 부품.

갈린 스탄 (Galinstan)은 액체 금속 합금의 상표명 및 일반적인 이름이며, 그 구성은 주로 갈륨, 인듐 및 주석으로 구성된 공융 합금 계열의 일부입니다. 이 공융 합금은 실온에서 액체이며 보통 + 11 ° C (52 ° F)에서 녹는 반면, 상용 Galinstan은 -19 ° C (-2 ° F)에서 녹습니다.전형적인 공융 혼합물의 예는 68 % Ga, 22 % In 및 10 % Sn (중량 기준)이지만, 비율은 62 % 내지 95 % Ga, 5-22 % In, 0-16 % Sn (중량 기준) 사이이다. ) 나머지 공융 제들 사이에서, 상업적 제품 "Galinstan"의 정확한 조성은 공개되지 않았다.Galinstein은 성분 금속의 독성이 낮고 반응성이 낮기 때문에 이전에 독성 액체 수은 또는 활성 NaK (나트륨 칼륨 합금)를 사용한 많은 응용 분야를 대체 할 수 있습니다.물리적 특성· 끓는점 :> 1300 ° C· 녹는 점 : -19 ° C· 증기압 :

비스무트, 갈륨 및 인듐의 합금과 같은 액체 금속은 낮은 계면 저항 및 높은 전기 전도성 둘 모두를 제공 할 수있다. 융점이 매우 낮은 몇몇 갈륨 합금도 잠재적 인 액체 금속 계면 재료로 간주됩니다. 이 인터페이스의 열 성능은 일반적으로 사용되는 많은 접착제보다 훨씬 높습니다.열 계면 재료로서, LMA 합금은 우수한 표면 습윤성 및 높은 열 전도성 및 낮은 접촉 저항으로 인해 우수한 열 전도성을 갖는다. 재 작업 성, 취급 용이성 및 경화 부족은 대량 환경에서 매력적입니다. 도전에 대한 여러 분야의 접근 방식을 채택함으로써 과거와 현재의 LMA 제품을 괴롭힌 다양한 실패 메커니즘을 완화 할 수 있습니다.액체 금속은 매우 유동적입니다. 열 인터페이스에서 사용하도록 제안 된 견고한 구조 또는 위상은 사용 중에 LMA를 그대로 유지하는 기본적인 문제를 해결합니다. 이러한 구조는 열 인터페이스에서 LMA와의 표면 접촉 면적을 증가시킵니다. 고체-액체 계면의 총 에너지가 액체-기체 계면 및 고체-기체 계면의 계면 에너지보다 작은 한, LMA는 계면 내부의 표면을 습윤시킴으로써 표면 에너지를 최소화 할 것이다. LMA가 다이 아래에 사용 된 습윤성 표면과 동일한 경우, 특히 추가 힘이 가해지면 LMA가 여전히 열 계면에 인접한 표면을 젖게 할 수 있습니다. LMA와 다른 구성 요소 간의 충격, 진동 및 CTE 불일치로 인해 추가 힘이 발생할 수 있습니다. LMA가 열 인터페이스 근처이지만 열 인터페이스 외부의 표면을 적시면 외력이 작용할 때 표면 장력 만 인터페이스 내에서 유지한다는 것을 의심 할 수 있습니다. 다른 사람들은 점도를 높이기 위해 가스켓과 필러 또는 LMA의 비 공융 (점성) 성분을 포함 하여이 문제에 대한 해결책을 제안했습니다. LMA가 젖지 않도록 열 인터페이스 주변의 표면을 간단히 수정함으로써 충격, 진동 및 온도 사이클링 중에 인터페이스에 LMA를 포함시키는 것으로 충분하다는 것을 알았습니다. 조립 과정에서 과도한 LMA가 통합되면 충격이나 진동으로 인해 과도한 LMA가 공중으로 떠오를 수 있습니다. 따라서 LMA TIM은 단락 또는 다른 금속과의 부작용이 발생할 가능성이없는 밀폐 된 공동에 배치해야합니다.

액체 금속 합금으로 즉시 할 수있는 흥미로운 일은 자신 만의 거울을 만드는 것입니다. 유리와 면봉 만 있으면됩니다.면봉을 바이알에 담근 후 회전시켜 액체 금속 합금으로 코팅합니다.이제 유리에 코팅 된 면봉을 닦아냅니다 (사진에서 우리는 유리 현미경 슬라이드를 사용합니다). 금속은 유리에 접착되어 불투명 반사 코팅을 형성합니다.더 흥미로운 것들액체 금속은 많은 일을 할 수 있습니다.온도계 만들기기압계 만들기경사계 지진계 만들기비전 도성 물체를 전도성으로 만듭니다전극을 다른 표면에 적용자기 유체 역학 실험고주파 전기로 스윙고 에너지 사운드를 수행하는 데 사용회전식 망원경의 수은 교체광택이있는 표면이 필요한 경우, 희석 된 염산 용액을 표면에 놓거나 연한 광유 코팅을 사용할 수 있습니다. 둘 다 시간이 지남에 따라 금속이 천천히 산화되는 것을 방지합니다.어떻게합니까?갈륨은 원소 (원자 번호 31, 알루미늄 바로 아래, 주기율표에서 아연의 오른쪽에 직접)입니다. 처음에 녹는 점은 이미 매우 낮지 만 더 낮은 녹는 점을 얻기 위해 다른 요소를 추가 할 수 있습니다.주기율표에서 갈륨 바로 아래에는 인듐 (요소 49)이 있습니다. 인듐의 오른쪽에는 주석 (요소 50)이 있습니다.이들 원소가 결합 될 때, 이들의 원자는 화합물로 결합된다. 화합물의 분자는 원래 금속 원자가 서로 결합되는 정도로 서로 결합되지 않는다. 이것은 녹는 점을 줄입니다.세 가지 금속을 결합하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.각 조합의 녹는 점은 약간 다릅니다. 융점이 가장 낮은 것으로 생각되는 것은 무엇입니까? 이것은 좋은 과학 경쟁 실험 일 수 있습니다.76 % 갈륨과 24 % 인듐의 혼합물은 섭씨 16도 (화씨 61도)에서 녹습니다. 갈륨과이 조합 모두 과냉각 될 수 있습니다. 이것은 일단 녹 으면 녹는 점 이하로 냉각 되어도 액체 상태를 유지할 수 있음을 의미합니다. 결국 작은 결정체가 형성되고 전체 배치의 경화 공정이 시작되지만 소량은 일정 기간 동안 너무 차갑게 유지 될 수 있습니다.갈륨-인듐 합금은 수은보다 반사성이 높고 밀도가 낮으므로 천체 망원경의 회전식 액체 거울에서 수은을 대체하기 위해 연구되고 있습니다.

저 융점 합금 계열은 일반적으로 Bi, Pb, Sn, Cd, In, Ga, Zn, Sb 및 "가용성 합금"으로도 알려진 다른 저 융점 합금을 포함한다. 그들은 일반적으로 310 ° 이하의 융점을 갖는 것으로 간주됩니다. 융점의 특성에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 공융 합금이라고하고 다른 하나는 비 공융 합금입니다. 모든 저 융점 합금의 융점은 형성된 합금의 모든 순수 금속의 융점보다 낮습니다. 공정 합금의 융점은 안정적입니다. 비 공융 합금의 융점 (유동 온도)은 시험 방법, 합금 품질, 측정 위치, 가열 속도 및 기타 요인에 따라 달라집니다.열 인터페이스 재료는 다음과 같은 특징이 있습니다.(1) 높은 열 전도성;(2) 유연성이 뛰어나서 설치 압력이 낮은 조건에서 재료가 접촉면의 틈을 가장 완전히 채울 수 있으며 열 인터페이스 재료와 접촉면 사이의 접촉 열 저항이 작습니다.(3) 절연;(4) 설치 및 분해가 용이합니다.(5) 넓은 간격뿐만 아니라 작은 간격을 채우는 데 사용할 수있는 넓은 적용 성.

갈린 스탄 (Galinstan)은 액체 금속 합금의 상표명이며 일반적으로 갈륨, 인듐 및 주석으로 구성된 공융 합금 계열의 일부입니다. 이러한 공융 합금은 실온에서 액체이며 일반적으로 + 11 ° C (52 ° F)에서 녹는 반면 상업용 Galinstan은 -19 ° C (-2 ° F)에서 녹습니다.전형적인 공융 혼합물의 예는 68 % Ga, 22 % In 및 10 % Sn (중량 기준)이지만, 비율은 62 % 내지 95 % Ga, 5-22 % In, 0-16 % Sn (중량 기준) 사이이다. ), 나머지 공융; 시판 제품 "Galinstan"의 정확한 조성은 공개되지 않았습니다.Galinstein은 성분 금속의 독성이 낮고 반응성이 낮기 때문에 이전에 독성 액체 수은 또는 활성 NaK (나트륨-칼륨 합금)를 사용한 많은 응용 분야를 대체 할 수 있습니다.물리적 특성비점 :> 1300 ° C융점 : -19 ° C증기압 :

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