การบัดกรีโลหะมีค่า

โลหะมีค่าส่วนใหญ่หมายถึง Au, Ag, PD, Pt และวัสดุอื่นๆ ซึ่งมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดี การนำความร้อนที่ดี ความต้านทานการกัดกร่อน และอุณหภูมิหลอมเหลวสูง โลหะมีค่าเหล่านี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อผลิตส่วนประกอบวงจรเปิดและวงจรปิด

(1) ลักษณะของการเชื่อมประสานในฐานะวัสดุสัมผัส โลหะมีค่ามีลักษณะทั่วไปคือพื้นที่เชื่อมประสานขนาดเล็ก ซึ่งต้องใช้โลหะเชื่อมประสานที่มีความต้านทานแรงกระแทกที่ดี มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการเกิดออกซิเดชันในระดับหนึ่ง และสามารถทนต่อการอาร์กได้ แต่จะไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุสัมผัสและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของชิ้นส่วน เนื่องจากพื้นที่เชื่อมประสานมีจำกัด จึงไม่สามารถเกิดการล้นของตะกั่วบัดกรีได้ และควรควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการเชื่อมประสานอย่างเคร่งครัด

วิธีการให้ความร้อนส่วนใหญ่สามารถใช้บัดกรีโลหะมีค่าและหน้าสัมผัสโลหะมีค่าได้ การบัดกรีด้วยเปลวไฟมักใช้กับชิ้นส่วนที่มีหน้าสัมผัสขนาดใหญ่ การบัดกรีด้วยไฟฟ้าเหนี่ยวนำเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก การบัดกรีด้วยความต้านทานสามารถทำได้ด้วยเครื่องเชื่อมความต้านทานทั่วไป แต่ควรเลือกใช้กระแสไฟฟ้าที่น้อยกว่าและใช้เวลาในการบัดกรีนานขึ้น สามารถใช้บล็อกคาร์บอนเป็นอิเล็กโทรดได้ หากจำเป็นต้องบัดกรีชิ้นส่วนที่มีหน้าสัมผัสจำนวนมากพร้อมกัน หรือบัดกรีหลายหน้าสัมผัสบนชิ้นส่วนเดียว การบัดกรีด้วยเตาเผาสามารถทำได้ การบัดกรีโลหะมีค่าด้วยวิธีการทั่วไปในบรรยากาศ คุณภาพของรอยเชื่อมจะต่ำ ในขณะที่การบัดกรีด้วยสุญญากาศจะให้รอยเชื่อมที่มีคุณภาพสูง และคุณสมบัติของวัสดุจะไม่ได้รับผลกระทบ

(2) เลือกใช้ทองและโลหะผสมของทองเป็นโลหะเติมสำหรับการเชื่อมประสาน โลหะเติมที่มีเงินและทองแดงเป็นส่วนประกอบหลักในการเชื่อมประสาน ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้จุดเชื่อมประสานมีสภาพนำไฟฟ้าที่ดีเท่านั้น แต่ยังทำให้ชิ้นงานเปียกน้ำได้ง่ายอีกด้วย หากสามารถบรรลุข้อกำหนดด้านสภาพนำไฟฟ้าของจุดเชื่อมประสานได้ ก็สามารถใช้โลหะเติมสำหรับการเชื่อมประสานที่มีนิกเกิล พีดี ไพเพอร์ และธาตุอื่นๆ ได้ และสามารถใช้โลหะเติมสำหรับการเชื่อมประสานที่มีนิกเกิล โลหะผสมเพชร และโลหะผสมที่มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ดีได้เช่นกัน หากเลือกใช้โลหะเติมสำหรับการเชื่อมประสานที่มีเงิน ทองแดง และไทเทเนียม อุณหภูมิการเชื่อมประสานต้องไม่เกิน 1,000 องศาเซลเซียส

ซิลเวอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวเงินนั้นไม่เสถียรและบัดกรีได้ง่าย การบัดกรีเงินสามารถใช้โลหะเติมดีบุก-ตะกั่วผสมกับสารละลายซิงค์คลอไรด์ในน้ำหรือโรซินเป็นฟลักซ์ได้ ในการบัดกรีมักใช้โลหะเติมเงิน และโบแรกซ์ กรดบอริก หรือส่วนผสมของทั้งสองชนิดเป็นฟลักซ์ ในการบัดกรีด้วยสุญญากาศที่หน้าสัมผัสเงินและโลหะผสมเงิน มักใช้โลหะเติมเงินสำหรับบัดกรี เช่น b-ag61culn, b-ag59cu5n, b-ag72cu เป็นต้น

สำหรับการบัดกรีประสานหน้าสัมผัสแพลเลเดียม สามารถใช้ตะกั่วบัดกรีชนิดทองและนิกเกิลที่ขึ้นรูปง่าย หรือตะกั่วบัดกรีชนิดเงิน ทองแดง หรือแมงกานีสได้ ตะกั่วบัดกรีชนิดเงินนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการบัดกรีประสานหน้าสัมผัสแพลตตินัมและโลหะผสมแพลตตินัม ตะกั่วบัดกรีชนิดทองแดง ทองคำ หรือแพลเลเดียม การเลือกใช้โลหะเติมสำหรับบัดกรีประสาน b-an70pt30 ไม่เพียงแต่ไม่เปลี่ยนสีของแพลตตินัมเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงอุณหภูมิการหลอมใหม่ของรอยเชื่อมประสานและเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของรอยเชื่อมประสานได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากต้องการบัดกรีประสานหน้าสัมผัสแพลตตินัมบนโลหะผสมโควาร์โดยตรง สามารถเลือกบัดกรีประสาน b-ti49cu49be2 ได้ สำหรับหน้าสัมผัสแพลตตินัมที่มีอุณหภูมิการทำงานไม่เกิน 400 องศาเซลเซียส ในสภาพแวดล้อมที่ไม่กัดกร่อน ควรเลือกใช้ตะกั่วบัดกรีทองแดงบริสุทธิ์ปราศจากออกซิเจนที่มีต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพการทำงานที่ดี

(3) ก่อนการเชื่อมประสาน จะต้องตรวจสอบรอยเชื่อม โดยเฉพาะชุดสัมผัส สัมผัสที่เจาะออกมาจากแผ่นบางหรือตัดออกจากแผ่นโลหะจะต้องไม่เสียรูปเนื่องจากการเจาะและการตัด พื้นผิวการเชื่อมประสานของสัมผัสที่เกิดขึ้นจากการอัด การกดละเอียด และการตีขึ้นรูปต้องตรงเพื่อให้มั่นใจว่าสัมผัสกับพื้นผิวเรียบของส่วนรองรับได้ดี พื้นผิวโค้งของชิ้นส่วนที่จะเชื่อมหรือพื้นผิวที่มีรัศมีใดๆ จะต้องสม่ำเสมอเพื่อให้เกิดผลแคปิลลารีที่เหมาะสมระหว่างการเชื่อมประสาน

ก่อนการบัดกรีจุดสัมผัสต่างๆ จะต้องกำจัดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของรอยเชื่อมออกโดยใช้วิธีทางเคมีหรือทางกล และทำความสะอาดพื้นผิวของรอยเชื่อมอย่างระมัดระวังด้วยน้ำมันเบนซินหรือแอลกอฮอล์เพื่อขจัดน้ำมัน จารบี ฝุ่น และสิ่งสกปรกที่ขัดขวางการเปียกและการไหล

สำหรับการเชื่อมขนาดเล็ก ควรใช้กาวสำหรับการวางตำแหน่งล่วงหน้า เพื่อให้แน่ใจว่ากาวจะไม่เคลื่อนตัวในระหว่างกระบวนการบรรจุโลหะเติมในเตาเผาและโลหะเติม และกาวที่ใช้จะต้องไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อการเชื่อมประสาน สำหรับการเชื่อมขนาดใหญ่หรือการสัมผัสพิเศษ การประกอบและการวางตำแหน่งต้องผ่านอุปกรณ์จับยึดที่มีปุ่มหรือร่องเพื่อให้การเชื่อมอยู่ในสภาวะที่มั่นคง

เนื่องจากวัสดุโลหะมีค่ามีคุณสมบัตินำความร้อนที่ดี จึงควรกำหนดอัตราการให้ความร้อนตามประเภทของวัสดุ ในระหว่างการหล่อเย็น ควรควบคุมอัตราการให้ความร้อนอย่างเหมาะสมเพื่อให้ความเค้นของรอยเชื่อมประสานมีความสม่ำเสมอ วิธีการให้ความร้อนต้องทำให้ชิ้นงานเชื่อมมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิการบัดกรีในเวลาเดียวกัน สำหรับหน้าสัมผัสโลหะมีค่าขนาดเล็ก ควรหลีกเลี่ยงการให้ความร้อนโดยตรง และสามารถใช้ชิ้นส่วนอื่นๆ สำหรับการให้ความร้อนแบบนำความร้อนได้ ควรใช้แรงกดที่หน้าสัมผัสเพื่อให้หน้าสัมผัสคงที่เมื่อตะกั่วบัดกรีละลายและไหล เพื่อรักษาความแข็งแรงของส่วนรองรับหน้าสัมผัสหรือส่วนรองรับ ควรหลีกเลี่ยงการอบอ่อน การให้ความร้อนสามารถจำกัดเฉพาะพื้นที่ผิวของการบัดกรี เช่น การปรับตำแหน่งระหว่างการบัดกรีด้วยเปลวไฟ การบัดกรีด้วยเหนี่ยวนำ หรือการบัดกรีด้วยความต้านทาน นอกจากนี้ เพื่อป้องกันไม่ให้ตะกั่วบัดกรีละลายโลหะมีค่า อาจมีมาตรการต่างๆ เช่น การควบคุมปริมาณตะกั่วบัดกรี การหลีกเลี่ยงความร้อนที่มากเกินไป การจำกัดเวลาในการบัดกรีที่อุณหภูมิการบัดกรี และการกระจายความร้อนให้สม่ำเสมอ