Как алюминий припаять к меди: можно ли их паять и как это сделать в домашних условиях паяльником?

Содержание

как спаять медь и алюминий, можно ли спаять алюминий с медью

Далеко не всегда в домашних условиях получается припаять провод или что-то другое к алюминию. Обычно для этого требуется или специальный флюс, который стоит немалых денег, или газовая горелка.

Однако всегда есть альтернативный вариант. Автор делится секретом, как припаять медный провод к алюминию обычным паяльником, без использования флюсов и газовых горелок.

Причем припаять так, чтобы провод держался намертво. И для этого потребуется лишь припой с канифолью ПОС 61 (можно использовать ПОС 40).

 

Рекомендуем также прочитать интересную статью на тему: пайка алюминия своими руками в домашних условиях. В этом обзоре вы найдете много полезной информации.

Основные этапы работ

1

Читайте также: Чем паять медь и латунь, чтобы получить надежное соединение

Первым делом необходимо капнуть на поверхность алюминия каплю машинного масла (в принципе, можно использовать абсолютно любое жидкое масло, включая растительное).

Для удобства, чтобы не плеснуть лишнего, масло можно предварительно набрать в медицинский шприц. В каплю масла опускаем жало паяльника и припой.

Расплавляем необходимое количество припоя, после чего несколько секунд прогреваем алюминий, затем движениями вперед-назад пытаемся залудить нужный участок.

1

Читайте также: Как припаять медный кабель к алюминию, не используя специальный флюс или припой

Царапая поверхность алюминия жалом паяльника, мы снимаем оксидную пленку, а масло выступает в качестве защитной среды от кислорода.

После этого необходимо будет залудить конец медного провода. Далее луженый конец провода припаиваем к алюминию. И никаких заморских флюсов не надо!

Подробно о том, как припаять медный провод к алюминию обычным паяльником, рекомендуем посмотреть в авторском видеоролике. Свое мнение об этом способе пишите в комментариях.

1

Читайте также: Идея для мастерской: как сделать болт с накаткой

Материалы | Бесплатный полнотекстовый | Пайка алюминиевого сплава 7075 с использованием электроосажденных прослоек Ni-P и Cu-Cr

3.1. Электроосаждение покрытий Ni-P и Cu-Cr
Условия осаждения покрытий определяли с помощью диаграммы Пурбе [30]. Из диаграммы следует, что сплав 7075 имеет значительно ограниченную область коррозионной стойкости в диапазоне возможных гальванических ванн. Таким образом, даже если сплав 7075 можно было бы покрыть в сильнокислотных ваннах, это практически невозможно из-за положения алюминия в гальваническом ряду. Поэтому покрытие сплава осуществлялось с использованием промежуточных слоев, прочно сцепленных с подложкой.

Для нанесения гальванических покрытий была построена лабораторная станция, состоящая из источника питания (Elektro-Tech тип ETZ 10/10, Elektrotech, Крынично, Дольны-Слёнск, Польша) с бесступенчатой ​​регулировкой силы тока от 0 до 10 А и напряжения от от 0 до 10 В, магнитная мешалка (IKA тип ETS 06, IKA Sp. z oo, Варшава, Мазовецке, Польша) с бесступенчатой ​​регулировкой скорости вращения и система нагрева с контролем температуры. На мешалку помещали химический стакан объемом 1 дм 3 , содержащий электролитическую ванну и анод 50×120×5 мм.Анод для нанесения покрытия Cu-Cr был изготовлен из титана с родиевым покрытием, а для нанесения покрытия Ni-P – из катодного никеля.

Процессу осаждения предшествовала правильная подготовка поверхности подложки. На первом этапе образцы шлифовали наждачной бумагой № 150 и 280, а затем подвергали промывке в 5% растворе SurTec 131 (Surtec Poland Sp. z oo, Яниково, Великопольша, Польша) при 40 °С в течение 5 мин. . Затем образцы промывали водопроводной водой и декапировали в 5% растворе SurTec 495L (Surtec Poland Sp.z o.o., Яниково, Великопольша, Польша) при 30 °C в течение 3 мин. Перед нанесением надлежащих покрытий наносились промежуточные слои. Этому процессу предшествовала обработка низкотемпературной аргоновой плазмой в течение 30 с с целью повышения адгезии покрытий к алюминиевой подложке. В работе [31] указывалось на благоприятное влияние низкотемпературной плазменной обработки на адгезию медного покрытия к подложке из графитового композита. Предварительные исследования также показали, что низкотемпературная плазменная обработка привела к увеличению силы, необходимой для царапания покрытия Cu-Cr, нанесенного на алюминиевую подложку, более чем на 40%.

Сначала образцы были химически оцинкованы в ванне SurTec 652Q Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша, при температуре от 15 до 40 °C в течение 1 мин. Далее предварительное электролитическое меднение в ванне SurTec 864 Surtec Poland Sp. z o.o., Яниково, Великопольша, Польша, с pH 9,5 проводили при 55 °C в течение 2 мин. Катодная плотность тока составляла 0,5 А/дм 2 , анод был изготовлен из бескислородной меди (ББК). На подготовленные таким образом подложки наносились соответствующие покрытия, предназначенные для пайки.Для этого были разработаны две ванны:

  • Гальваническая Cu-Cr ванна – слабокислотная ванна для нанесения медно-хромового слоя, содержащая от 0,9 до 1,2 мас. % Cr [23];
  • Гальваническая Ni-P ванна — новая кислотная ванна для нанесения никель-фосфорного слоя, содержащая 12 мас. % P [24].

Сплав Cu-Cr можно использовать в качестве покрытия с повышенной стойкостью к истиранию. В соответствующих источниках не упоминаются гальванические ванны для нанесения покрытий из сплава Cu-Cr, но можно найти информацию о получении этих покрытий в металлургических процессах, в основном применяемых в энергетике.

Составы ванн и параметры процесса нанесения Cu-Cr покрытия следующие:

  • 8–12 г/дм 3 хрома металлического в виде хлорида хрома III;

  • 12–15 г/дм 3 медь металлическая в форме хлорида меди II;

  • 80–120 г/дм 3 хлорида аммония в качестве проводящей соли;

  • pH раствора в пределах 3,8-4,5;

  • температура процесса от 55 до 65 °C;

  • катодная плотность тока от 1. от 5 до 3,0 А/дм 2 ;

  • время обработки от 40 до 60 мин.

Сплав Ni-P применяется, в том числе, в производстве присадочных металлов, используемых для бесфлюсовой пайки. Может применяться в гальванотехнике в качестве декоративного никелевого покрытия с повышенной коррозионной стойкостью (альтернатива хромовому покрытию).

Химически нанесенные Ni-P покрытия применяются в качестве технических покрытий с высокой коррозионной стойкостью, зависящей от концентрации фосфора.Химическое покрытие никелем также применяется в производстве пластмасс.

В литературе можно найти публикации о разработанных ваннах для электрохимического осаждения Ni-P покрытия. Ванны для нанесения такого покрытия, содержащие 18 мас. % P, являющиеся альтернативой хромовому покрытию, разработаны немецкими и итальянскими фирмами [32]. В эти ванны ионы фосфора доставляет натриевая соль фосфорной кислоты III, добавляемая в количестве 5–7 мас.%. Покрытия применяются в качестве декоративных покрытий при производстве арматуры и фурнитуры, деталей бытовой техники и в автомобильной промышленности.

Состав ванны и параметры процесса нанесения разработанного Ni-P покрытия следующие:

  • 15–18 г/дм 3 никеля металлического в виде сульфата никеля II;

  • 100–150 г/дм 3 фосфора в форме нитрилотри(метилен)фосфоновой кислоты;

  • 100 г/дм 3 лимонной кислоты;

  • рН раствора в пределах 1,5-2,5;

  • температура процесса от 45 до 55 °C;

  • катодная плотность тока от 1.от 0 до 2,5 А/дм 2 ;

  • время обработки от 15 до 25 мин.

3.2. Оценка нанесенных покрытий

Электролитически нанесенные покрытия были подвергнуты предварительному анализу. Их толщину и химический состав измеряли с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора FISCHERSCOPE X-RAY XDL-B производства Fischer GmbH (Ахерн, Бадения-Виртембергия, Германия). Концентрация Cr (вес. %) была измерена для покрытия Cu-Cr, концентрация P (вес. %) была измерена для покрытия Ni-P, а балансом были соответственно содержания Cu и Ni.Приложения для измерения покрытия Ni-P являются коммерческими продуктами, но приложение для измерения покрытия Cu-Cr было разработано компанией Helmut Fischer GmbH Achern, Бадения-Виртембергия, Германия, для нужд данного исследования.

Измерения толщины и химический состав покрытий, нанесенных на подложки 7075, приведены в таблице 3. Адгезионные испытания покрытий проводились в соответствии с EN ISO 2819:2018 [33]. Были проведены предварительные измерения методом «термического удара» и, после получения положительного результата, адгезия была определена методом царапанья с использованием Micro-Combi-Tester производства CSM Instruments (Needham Heights, MA, USA).Тестер определяет профиль поверхности как подложки, так и покрытия. Во время процесса пилинга регистрируется усилие и акустический сигнал. При этом регистрируется профилограмма поверхности, а также глубина проникновения в покрытие и в подложку.

После электролиза все образцы выдерживали в электрической печи при температуре 200 °C в течение ок. 30 мин, а затем опускали в емкость с водой комнатной температуры. Через 1 мин визуально оценивали отслоение покрытия. Все образцы положительно прошли испытание на термический удар без видимого отслаивания.

Испытание на адгезию с помощью Micro-Combi-Tester начинали с измерения силы царапания непокрытой подложки, а затем измеряли усилие, необходимое для отслаивания покрытия от подложки с покрытием. Испытание проводили на расстоянии 5 мм при силе давления 29 Н. Покрытие отслаивали одновременно в двух местах и ​​регистрировали среднее значение приложенных усилий.

Испытание на адгезию проводили следующим образом. Отдирочная головка, нагруженная с указанной силой, начинала отдирать покрытие, и компьютер фиксировал все события, сопровождающие процесс (т.г., разрыв покрытия). После проникновения в материал подложки были сделаны микроскопические фотографии во всех точках, где была нарушена непрерывность измерения, и, наконец, была сфотографирована вся царапина. После испытания получают распечатку, содержащую профилограмму поверхности, величину усилия, необходимого для отрыва покрытия, величины сил, возникающих при возмущениях, и полную фотодокументацию. Величина усилий, необходимых для царапания подложки без покрытия и подложки с электролитически нанесенным покрытием, представлена ​​на рис. 2.Результаты представляют собой средние значения 10 измерений. Смачиваемость подложки 7075 и нанесенных покрытий Cu-Cr и Ni-P предварительно определяли с помощью капельного теста, как описано выше. Примерная смачиваемость поверхности 7075 и покрытий дистиллированной водой представлена ​​на рис. 3. Видно, что смачиваемость покрытий значительно лучше, чем у основного металла. Приведены средние значения краевых углов смачивания для различных эталонных жидкостей. в табл. 4. Дополнительно представлены значения поверхностной свободной энергии, ее дисперсионной и полярной составляющих.Поверхностная энергия нанесенных покрытий выше, чем у подложки. Более высокая поверхностная энергия связана с более низким поверхностным натяжением и, следовательно, с лучшей смачиваемостью (меньшие углы смачивания с отдельными эталонными жидкостями).
3.3. Испытание на смачиваемость
Как упоминалось выше и показано на рисунке 1, подложка из сплава 7075 не смачивается мягкими припоями. В результате невозможно сделать паяные соединения напрямую. Пригодность нанесенных покрытий Cu-Cr и Ni-P для пайки определяли путем измерения смачиваемости их поверхностей припоем на основе олова.Образцы изготавливали способом, описанным выше. По критерию смачиваемости чем меньше угол смачивания и больше площадь поверхности растекающихся капель, тем лучше паяльные свойства подложки. Принято считать, что хорошая смачиваемость имеет место, когда угол смачивания меньше 30° и стремится к 0° [34, 35, 36]. = 7,2 мм 2 ) для покрытия Cu-Cr и 59 мм 2 (σ = 8.1 мм 2 ) для покрытия Ni-P. Примеры областей растекания припоев и поперечных сечений капель припоя на подложках, использованных для определения углов смачиваемости, показаны на рис. 4. Средние значения угла смачиваемости составили 28° (σ = 7,3°) для покрытия Cu-Cr и 17° ( σ = 4,8°) для покрытия Ni-P. Согласно критериям оценки [34,35,36], такие значения угла смачиваемости свидетельствуют о хорошей смачиваемости покрытий и должны обеспечивать хорошие условия для выполнения качественных паяных соединений.В случае покрытия Cu-Cr можно увидеть изменение цвета в зоне действия флюса (рис. 4в), но сплошность покрытия не нарушена.
3.4. Металлографическая оценка паяных соединений
Как упоминалось ранее, соединения внахлестку с нахлестами длиной 10 мм и постоянной шириной паяных зазоров фиксируются дистанционными элементами диам. 0,2 мм были подготовлены для металлографических исследований и механических испытаний. Соединения выполнены пламенной пайкой с использованием пропаново-воздушной горелки. За исключением мельчайших газовых пор и остатков флюса, других дефектов пайки обнаружено не было.После пайки покрытия оставались сплошными и хорошо прилипали к подложке из сплава 7075. Соединение, выполненное с промежуточным слоем Cu-Cr толщиной 12 мкм, показано на рис. 5. На рис. 5а, б показаны различные участки паяных соединений. Обе микроструктуры очень похожи, но на рис. 5b видны следовые количества очень мелких газовых пор. Из равновесной системы Cu-Sn [37] и анализа методом ЭДС (энергодисперсионной спектроскопии) следует, что микроструктура слоя припоя состоит из эвтектической смеси Sn + Cu 6 Sn 5 с серыми первичными кристаллами твердого раствора Cu 6 Sn 5 .Покрытие Cu-Cr хорошо прилипает к алюминиевой подложке 7075. Видимых несовместимостей припоя, снижающих качество паяного соединения, нет, за исключением очень мелких газовых пор или остатков флюса. Для анализируемой системы характерно линейное распределение элементов в соединении (рис. 6). Покрытие (2) состоит из меди (98,99 мас. % Cu) и хрома (1,01 мас. % Cr), что соответствует спецификации гальванической ванны. Припой (3) состоит из олова (96,7 мас.% Sn) и меди (3.3 мас.% Cu). Из-за низкой температуры пайки в стыке не видны диффузионные зоны. В процессе пайки элементы в покрытии не перемещаются в припой или обратно из припоя в покрытие. В соединении, спаянном через прослойку Ni-P, также не обнаружено существенных дефектов микроструктуры при пайке. Покрытие хорошо прилипает к подложке 7075 по всей длине соединения (рис. 7а). Покрытие Ni-P хорошо заполнило поверхностные дефекты подложки (рис. 7b), создавая прочные механические опорные точки.Как и ранее, микроструктура слоя припоя состоит из эвтектической смеси Sn + Cu 6 Sn 5 с серыми первичными кристаллами твердого раствора Cu 6 Sn 5 . Морфология обоих припоев в паяных соединениях, выполненных с использованием Промежуточный слой Cu-Cr (рис. 5) и Ni-P (рис. 7) очень похож. Форма серых первичных кристаллов твердого раствора Cu 6 Sn 5 в обоих паяных соединениях одинакова, но больше кристаллов в соединении с Ni-P.Разница, скорее всего, связана с разницей во времени пайки обоих соединений. Соединения выполнены ручной пайкой пламенем, где точный контроль времени пайки затруднен. Место, выбранное в структуре соединения для анализа ЭДС, показано на рис. 8а. На рис. 8б–е вертикальными линиями отмечены покрытие Ni-P и линейное распределение элементов в отдельных зонах соединения. В этом соединении также не обнаружено диффузионных зон и элементов, движущихся от припоя к покрытию или обратно от покрытия к припою.Покрытие Ni-P (2) состоит из никеля (87,7 мас. % Ni) и фосфора (12,3 мас. % P), что соответствует спецификации гальванической ванны. Концентрация фосфора в покрытии увеличивается по мере удаления от подложки из алюминия 7075 (рис. 8f) с 11,5 до 13,2 мас.%. Это закономерность, вытекающая из курса электроэпиляции. Припой (3) состоит из олова (96,9 мас. % Sn) и меди (3,1 мас. % Cu). Механизмы диффузии не обнаружены из-за низкой температуры процесса пайки.В отличие от покрытий, нанесенных методом холодного напыления низкого давления (LPCS), покрытия, нанесенные электролитическим способом, не являются пористыми, что благоприятно для их нанесения под пайку. Это связано с тем, что пористость покрытий, наносимых методами газотермического напыления, способствует образованию газовых пор в паяном соединении [38].
3.5. Испытания механических свойств паяных соединений
Испытания на растяжение и сдвиг соединений, выполненных с использованием прокладок Cu-Cr и Ni-P, проводились на универсальной испытательной машине Zwick/Roell Zmart-PRO (Zwick-Roell GmbH, Бадения- Виртембергия, Ульм, Германия).Паяные соединения располагались в захватах машины с использованием подходящих дистанционных вставок, а затем растягивались со скоростью 2 мм/мин. Для каждого покрытия было подготовлено пять комплектов паяных соединений. Перед испытанием на сдвиг обрывки припоя механически удаляли с обеих сторон соединения. Результаты испытания паяных соединений на статическое растяжение при сдвиге показаны в таблице 5. Прочность на сдвиг паяных соединений в обоих случаях была одинаковой и составляла ок. 35 МПа. Механизм разрушения обоих соединений носил когезионный характер и происходил в слое припоя (рис. 9).Что важно, покрытия Cu-Cr и Ni-P сохраняли сцепление с подложкой. Таким образом, можно предположить, что соединения могут выдерживать более высокие нагрузки, если механические свойства используемого припоя выше. Прочность соединений с электролитически нанесенными покрытиями более чем на 40 % выше прочности соединений с покрытиями, напыленными методом LPCS [38], где разрушение происходило внутри покрытий в результате их отслоения. Как сообщается в [38], причиной может быть высокая пористость напыленных покрытий LPCS.Твердость по Виккерсу измерялась также в отдельных зонах паяных соединений [39]. Из-за малой толщины электролитических слоев нагрузка пенетратора составила 25 Гс. Распределение твердости в стыках показано на рисунке 10. Представленные точки являются средними значениями 10 измерений. Твердость покрытия Ni-P, в среднем 471 HV 0,025 (σ = 14,4 HV 0,025), что значительно выше, чем у металла подложки. Как сообщается в [40], твердость электролитически осажденных Ni-P покрытий, содержащих 16 вес. % P, составляет ок.600 л.с. Покрытия с более высокой твердостью более 700 HV могут быть получены добавками керамических частиц SiC или B 4 C [40]. Твердость покрытия Cu-Cr почти такая же, как и у металлической подложки, и составляет в среднем 121 HV 0,025 (σ = 8,7 HV 0,025). В работе [41] указано, что твердость покрытия Cu, нанесенного электролитическим путем на слой Cr, ранее нанесенный на подложку из углеродистой стали, составляет от 42 до 84 HV и зависит от напряжения, используемого при электроосаждении.Наименьшую твердость в паяных соединениях имеет S-Sn97Cu3, в среднем 18,9 HV 0,025 (σ = 3,6 HV 0,025).

Соединение с полупроводниками на основе алюминия и меди (химический никель/золото для припоя и соединения проводов)

Технологии химического никелирования и иммерсионного золотого покрытия (e-Ni/Au) традиционно использовались почти исключительно в электронной промышленности для создать паяемую поверхность на материалах подложки, например ламинированные доски. Недавние достижения в этих технологиях нанесения покрытий, наряду с присущими им низкими затратами, связанными с процессами нанесения покрытий химическим способом, позволили расширить их использование в различных полупроводниковых приложениях, например.г. металлизация пластины уровня пластины. В этой статье описываются процессы химического никеля и иммерсионного золота для полупроводников на основе алюминия и меди. Ванна для никелирования представляет собой раствор на основе гипофосфита, а ванна для золотого покрытия представляет собой раствор на основе сульфата, не содержащий цианидов. Для интегральных схем на основе алюминия процесс цинкования используется для инициации роста никеля, а для меди палладий используется для катализа поверхности. Для обеспечения воспроизводимости требуется жесткий контроль химических реагентов, оборудования и переменных процесса во время выполнения.Оже-анализ тонких пленок после нанесения покрытия показывает четко определенные слои золота высокой чистоты и никеля/фосфора. Адгезию слоев e-Ni/Au оценивали путем измерения нагрузки, необходимой для сдвига контактных площадок ввода-вывода, покрытых высокими никелевыми выступами. Целостность никеля дополнительно оценивали, подвергая конструкции нескольким температурным циклам и тестируя на сопротивление сдвигу подушки. Результаты показывают отсутствие деградации при поперечной нагрузке или режиме разрушения.

Нанесение никеля и золота на поверхности контактных площадок ввода-вывода позволяет в последующем использовать методы межсоединений как с проводным соединением, так и с флип-чипом (свинцовые и бессвинцовые сплавы).Целостность соединений золотой проволоки с контактной площадкой ввода-вывода с покрытием e-Ni/Au оценивалась с использованием сдвига шарика, натяжения проволоки и соответствующего анализа отказов каждого из них. Результаты показывают значения, значительно превышающие технические характеристики продукта, с режимами разрушения проволоки при растяжении в проволоке и интерметаллическим разрушением в исследованиях сдвига шарика. Для применения во флип-чипах слой e-Ni/Au был оценен с использованием технологии трафаретной печати для нанесения нескольких различных сплавов припоя. В текущем расследовании два испытательных автомобиля были успешно испытаны с припоем на основе свинца 63Sn/37Pb и 90Pb/10Sn, а также с 95. Бессвинцовый сплав 5Sn/3,8Ag/0,7Cu. Чтобы оценить совместимость этих сплавов со слоем никеля, полученного химическим способом, были проведены испытания на сдвиг припоя в зависимости от количества циклов оплавления. Результаты показывают отсутствие деградации при сдвигающей нагрузке или режиме разрушения среди всех трех испытанных сплавов, что указывает на отсутствие критического расхода никеля (т. е. чрезмерного роста интерметаллидов) во время оплавления. Были проведены дополнительные тесты, сравнивающие толщину никеля в металлургии под ударом (UBM) 1, 2 и 5 мкм.Опять же, критического расхода никеля не обнаружено.

Медно-алюминиевая паяльная паста Pure and Raw Form для сварки Выбор избранных поставщиков

Важность медно-алюминиевой паяльной пасты на Alibaba.com в основных или большинстве сварочных работ неоспорима и не может быть подчеркнута в достаточной степени из-за их защитных свойств при сварке. Эти флюсы не только предотвращают реакцию внешних газов со свариваемыми деталями, но и обеспечивают большую точность всего процесса. Смесь различных карбонатных и силикатных материалов в виде этих флюсов защищает свариваемые детали от окисления и, следовательно, является обязательным решением во время процесса.Независимо от того, какие материалы свариваются, эти флюсы играют решающую роль во всех положениях сварки. Надежные поставщики и оптовые продавцы медно-алюминиевой паяльной пасты предлагают эти продукты по непревзойденным ценам и с непревзойденными скидками.

Выбирая из множества высококачественных, чистых форм медно-алюминиевой паяльной пасты , клиенты могут выбрать лучшие продукты, соответствующие их требованиям. Эти продукты являются 100% оригинальными и имеют более длительный срок хранения.Продукты, предлагаемые на сайте, идеально подходят для сварки конструкций из низкоуглеродистой стали, особенно в случае прерывистой сварки, такой как тонкие листы, или других косметических сварок, где требуется аккуратная отделка.

На Alibaba.com можно найти различные варианты медно-алюминиевой паяльной пасты , доступные как в виде порошка, так и в виде пасты, на выбор клиентов в зависимости от требований.