여러분,
Pity 외치, 얼음인간기원전 3500년경. 그의 머리카락에서 구리 입자와 일부 구리 광석의 미량 원소인 비소가 발견되어 그가 구리 제련에 관여한 것으로 추정됩니다. 그는 비소에 서서히 중독되었을 뿐만 아니라 구리를 제련하기 위해서는 약 1085℃(1985℉)의 장작불 온도에 도달해야 했습니다. 내 마지막 게시물. 구리에 함유된 비소는 구리에 순수한 구리보다 조금 더 강도를 높여주는 이점이 있었습니다.
오치 시대 직후, 금속 노동자들은 구리에 주석 10%를 첨가하면 청동이 생성된다는 사실을 발견했습니다. 청동은 구리보다 훨씬 단단할 뿐만 아니라 순수한 구리보다 100℃ 가까이 낮은 온도에서 녹기 때문에 금속 작업이 훨씬 쉬워집니다. 청동기는 청동기 시대 가 시작되었습니다. 이 시기는 학자들이 이집트나 그리스와 같은 현대 문명의 시작으로 인정하는 시기와 일치합니다.
청동은 낮은 온도에서 녹기 때문에 금형을 더 잘 채울 수 있습니다. 이렇게 개선된 몰드 충진은 그림 1에서 확인할 수 있습니다. 이 사진은 제가 만든 구리 및 청동 손도끼를 보여줍니다. 왼쪽의 구리 손도끼는 몰드 충전이 제대로 되지 않은 증거를 보여줍니다.
그림 1. 왼쪽의 구리 손도끼와 론 박사를 위해 제작된 청동 손도끼 다트머스 대학 과정 ENGS 3: 재료: 문명의 물질. 구리 손도끼는 구리의 높은 용융 온도로 인해 금형 충전이 제대로 이루어지지 않습니다.
제 생각에는 청동기 시대가 납땜의 발달과 관련이 있다는 것이 거의 확실합니다. 납땜의 첫 납땜의 증거 의 첫 증거는 기원전 3000년경으로, 최초의 문명이라고 할 수 있는 수메르인 이 고온 납땜으로 검을 조립한 것으로 추정됩니다. 대부분의 구리 대 구리 납땜의 기본 금속은 주석이기 때문에 초기 금속 노동자들은 주석으로 제련보다 훨씬 낮은 온도에서 구리나 청동 조각을 결합할 수 있다는 것을 거의 확실하게 알게 되었습니다.
2006년 유럽연합의 납 땜납 규제 이전까지 대부분의 전자제품 땜납은 주석-납 유텍틱. 유텍틱은 그리스어로 "쉽게 녹는"이라는 뜻으로 대략 번역됩니다. 그림 2는 주석-납 상 다이어그램을 보여줍니다. 주석의 녹는점은 232°C이고 납의 녹는점은 327°C이지만 공융 농도인 주석 63%/납 37%에서는 녹는 온도가 183°C로 떨어집니다. 이 농도와 온도를 공융점이라고 합니다.
그림 2. 주석-납 주석-납 상 다이어그램. 183°C의 공융점에 주목하세요.
EU의 납 제한이 발효된 후 대부분의 전자제품 솔더는 217~225°C 범위에서 녹는 주석-은-구리 합금을 기반으로 합니다. 이러한 합금 중 가장 일반적인 것은 SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5, 여기서 숫자는 중량 백분율).
융점은 녹는점이 낮기 때문에 흥미롭고 일반적으로 유익한 현상이지만, 납땜의 진정한 기적은 1085°C에서 녹는 구리 두 조각을 232°C 미만에서 주석 기반 땜납으로 결합할 수 있다는 것입니다. 이 장점의 가치는 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 자연은 전기 절연 폴리머 재료가 있는 상태에서 두 개의 구리를 충분히 낮은 온도에서 기계적, 전기적으로 결합할 수 있도록 해줍니다. 땜납의 이러한 기능이 없었다면 전자 산업은 존재하지 않았을 것입니다! 또 다른 장점은 본딩이 재작업이 가능하기 때문에 부품이 고장 나더라도 전자 인쇄 회로 기판 전체를 폐기하지 않고 교체할 수 있다는 것입니다.
이 결합이 어떻게 이루어지는지 궁금해하는 것은 당연합니다. 땜납의 주석은 금속 간 을 형성합니다. 일반적으로 Cu6Sn5는 주석 근처에서 형성되고 Cu3Sn은구리 근처에서 형성됩니다.. 그림 3을 참조하세요.
그림 3.Roubaud 외, "IM 성장이 기계에 미치는 영향," APEX 2001의 구리 주석 간 금속. 무연 어셈블리의 강도", APEX 2001.
따라서 다음에 스마트폰, 노트북, 태블릿 또는 기타 전자 기기를 사용할 때는 납땜이라는 기적이 없었다면 존재할 수 없었을 것이라는 사실을 잊지 마세요.
건배,
론 박사
