Molex는 고객이 무연으로 전환할 수 있도록 지원하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

50년 이상 동안 납 납땜은 거의 모든 전자 산업에서 인쇄 회로 기판에 구성 요소를 설치하는 데 사용되었습니다. 그러나 이 기술의 미래는 토양의 납 함량 증가 및 궁극적으로 음용수에 납이 침투하는 것에 대한 우려 증가로 인해 의문의 여지가 있습니다. 전자산업이 환경 납에 미치는 영향이 극히 미미하다는 과학적 증거에도 불구하고 전자산업에서 납 사용을 금지하려는 움직임이 있다.

2002년 10월 유럽에서는 2006년 7월 1일부터 대부분의 전기 및 전자 제품에 납 사용을 금지하는 법안이 통과되었습니다. 2003년 7월 1일 유럽 자동차 산업에서 납 사용에 관한 추가 법안이 발효되었습니다. 이 법안은 유럽 공동체에만 직접적인 관련이 있지만 유럽에 공급하는 모든 회사도 새 규칙을 준수해야 합니다. Molex는 고객이 무연으로 전환할 수 있도록 지원하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 이 회사는 2000년에 무연 제품으로 전환하기 시작했습니다. 이 프로세스는 2006년 7월까지 완료되어야 합니다.

전자 제품의 선두 주자

납을 포함하는 전자 제품의 세 가지 주요 구성 요소는 땜납, 인쇄 회로 기판 코팅 및 전자 부품 납 코팅입니다. 일반적인 솔더 조인트에서 솔더는 납의 존재 여부를 결정하는 주요 요소입니다. 따라서 인쇄회로기판 및 전자부품 단자의 코팅은 납 함량에 미치는 영향이 현저히 낮다. 결과적으로 전자 제품에서 납을 줄이기 위한 첫 번째 단계는 기존의 납 함유 솔더를 대체할 합금을 찾는 데 중점을 두었습니다. 오늘날 솔더는 인쇄 회로 기판에 전자 부품을 설치하는 대부분의 경우에 사용됩니다.

• 표면 실장 기술(솔더는 특수 템플릿 또는 스텐실을 사용하여 인쇄 회로 기판의 표면에 적용되는 페이스트 형태로 사용됨);
• 보드의 구멍에 설치 (특수 욕조에있는 녹은 땜납이 사용됨);
• 납땜 인두를 사용한 수동 납땜(일반적으로 납땜은 와이어, 얇은 튜브 또는 테이프 형태로 적용됨).

지난 몇 년에 걸친 수많은 실험의 결과로 주석-은-구리 합금(SnAgCu) 제품군이 납 함유 솔더의 대체품으로 제안되었습니다.

표면 실장 기술의 경우 SnAgCu가 가장 널리 사용되는 솔루션일 것입니다. 이러한 합금을 땜납으로 사용할 때 가장 큰 문제는 아마도 더 높은 융점일 것입니다. 예를 들어 SnAgCu 합금의 융점은 217°C인 반면 주석-납 합금 Sn37Pb는 183°C에서 녹습니다. 따라서 기술 프로세스는 납땜 온도를 240-260 ° C로 증가시켜야합니다.

법률 제정

유럽은 산업에서 납 사용을 금지하는 운동을 시작했습니다. 2002년 말에 유럽 의회는 전기 및 전자 산업 폐기물이 환경에 미치는 영향을 규제하는 두 가지 결의안을 승인했습니다. 이 규정의 일부로 대부분의 제품에서 납 사용이 금지되거나 엄격하게 제한됩니다. WEEE(전기 및 전자 장비 폐기) 및 RoHS(유해 물질 제한)라는 결의안은 2006년 7월 1일부터 납 함유 물질의 사용을 줄여야 한다고 요구합니다.

이 두 가지 결의안 외에도 유럽 공동체는 자동차 산업에서 납의 사용을 정의하는 수명 종료 차량-ELV도 채택했습니다. 자동차에서 납 땜납의 사용이 일시적으로 허용되지만 이 승인은 납 도금 커넥터가 있는 커넥터의 사용에는 적용되지 않습니다.

일본에는 전자 제품에 납을 사용하는 것을 금지하는 법률이 없습니다. 그러나 함께 적용될 때 그러한 금지가 도입될 수 있음을 명확하게 나타내는 두 가지 법률이 있습니다. 첫 번째 법률인 일본의 소비자 전자 제품 재활용은 제조업체가 2001년 4월부터 텔레비전, 냉장고, 세탁기 등을 폐기하기 위한 조치를 취해야 한다고 명시하고 있습니다. 두 번째 법률은 제조업체가 환경에 유해한 물질을 방출하는 것을 금지합니다.

미국에서는 전기 또는 전자 장비의 납 사용에 대한 명확한 제한이 없습니다.

커넥터에 미치는 영향

Molex는 납 금지가 커넥터 제조업체와 해당 제품에 미칠 수 있는 영향을 자세히 조사했습니다. 접촉 도금 및 플라스틱 커넥터 하우징은 무연 합금의 영향에 가장 민감한 커넥터의 주요 구성 요소입니다.

커넥터의 주요 납 함유 요소는 접점(단자)의 도금입니다. 많은 단자는 납땜을 제공하고 도체를 압착하거나 인쇄 회로 기판에 리드를 누르는 것과 같은 무납땜 기술과 안정적인 전기 접촉을 생성하기 위해 주석 납으로 도금됩니다(일반적으로 전기도금됨). 이러한 코팅을 위한 대체 합금을 선택할 때 위의 기술 중 하나를 사용하는 단자에 대한 코팅 요구 사항을 고려해야 합니다. 따라서 솔더링을 위한 코팅은 용융 솔더로 표면을 적시는 성질을 가져야 하며 솔더링 조인트의 신뢰성을 보장해야 합니다. 무납땜 연결(접촉하는 와이어 압착, 접촉 요소 연결)의 경우 코팅은 접촉 쌍의 적절한 접촉 저항을 제공해야 하며, 이는 시간이 지남에 따라 기후 조건의 영향으로 악화되지 않아야 합니다. 또한 코팅은 접점 쌍의 특정 수의 조인트를 제공해야 합니다. 접점을 인쇄 회로 기판에 누르는 기술은 코팅에서 특정 마찰 계수가 필요합니다. 이러한 요소 외에도 무연 코팅은 "주석 모발" 성장에 내성이 있어야 합니다. "주석 털"이라는 용어는 주석 함량이 높은 합금의 표면에 나타나는 순수한 주석의 미세한 결정체를 말합니다. "주석 털"이 자라는 경우 주석 결정이 인접한 도체 또는 접점 쌍의 단락을 유발할 수 있는 위험이 있습니다.

커넥터 하우징의 유전체 재료(대부분의 경우 다양한 유형의 플라스틱)에는 납이 포함되어 있지 않지만 납 사용 금지는 생산 기술에 상당한 영향을 미쳤습니다. 이 효과는 주로 사용된 솔더의 융점(240-260°C)이 높아졌기 때문입니다. 케이스의 플라스틱은 재료의 눈에 띄는 변형 없이 이 온도를 견뎌야 합니다. 현재 표면 실장 기술용 커넥터 하우징 제조에 사용되는 특수 플라스틱이 있습니다. 이러한 플라스틱은 기존 솔더의 솔더링 온도를 견딜 수 있지만 무연 기술을 사용하여 특성을 유지하는 능력은 아직 완전히 탐구되지 않았습니다. 동시에 케이스의 모양과 벽의 두께가 고온에서 변형 및 변색에 대한 저항에 상당한 영향을 미치기 때문에 재료로서의 플라스틱 만 연구하면 원하는 결과를 얻을 수 없습니다.

노트:

1. 주석 털은 주석-납 합금보다 순수한 주석, 주석-비스무트 합금, 주석 및 은에서 자랄 가능성이 약간 더 높습니다. 접촉 재료와 접촉 코팅 사이에 니켈 장벽을 사용하면 이러한 가능성이 크게 줄어듭니다. 몰렉스는 일반적으로 1.25미크론 니켈 장벽을 사용합니다.
2. 연구에 따르면 주석-모발 성장은 순수한 주석보다 주석-구리 합금을 사용할 때 더 가능성이 높습니다.
3. 주석-비스무트 합금을 코팅제로 사용하는 경우 이러한 코팅이 기존의 납 함유 코팅과 접촉하면 융점이 96°C인 주석-납-비스무트 합금이 형성될 가능성이 있습니다. 이러한 3가지 금속의 합금은 접점에서 형성될 수 있으며, 이는 고온에서 작동하는 제품의 신뢰성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
4. 주석 및 비스무트 합금, 주석 및 구리의 경우 기술 프로세스를 제어하기가 매우 어렵습니다. 따라서 주석과 비스무트의 합금을 사용할 때 비스무트는 훨씬 빨리 침전되어 기술 위반으로 이어질 수 있습니다.
5. 코팅을 위해 주석과 은의 합금을 사용하려면 특수하고 매우 복잡한 시약을 사용해야 하므로 주석과 은을 동시에 균일하게 도포할 수 있습니다. 이러한 시약의 제조 및 폐기는 매우 어렵습니다.
6. 주석과 비스무트의 합금으로 코팅된 접점을 사용할 때 생산 폐기물 비용은 주석과 납, 주석과 구리의 합금을 사용할 때보다 적습니다. 이 폐기물은 일반적으로 구리 합금 제조업체에서 재활용됩니다. 비스무트의 존재는 그러한 합금의 생산에서 용납될 수 없습니다.

기술

접점 도금

무연 기술로의 전환을 가능하게 하기 위해 몰렉스는 제조 위치에 관계없이 대부분의 산업에서 사용될 원스톱 솔루션을 제공했습니다. 현재 접촉 도금 합금의 가장 좋은 대체품은 순수한 주석입니다. 몰렉스 및 기타 커넥터 제조업체는 20년 넘게 이 금속을 사용하여 접점을 코팅해 왔습니다. 그럼에도 불구하고 최상의 솔루션을 찾기 위해 다른 금속 및 그 합금에 대한 실험이 수행되었습니다. 따라서 순수한 주석 외에도 주석과 비스무트의 합금(SnBi), 주석과 구리의 합금(SnCu), 주석과 은의 합금(SnAg), 팔라듐과 니켈의 합금(Au flash/PdNi)에 증착된 금 및 위에 증착된 금 팔라듐 ( Au 플래시 / Pd). 실험 결과는 기존 기술을 사용하여 얻은 결과와 여러 측면에서 비교되었습니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

• 땜납 습윤성(납땜 용이성);
• 안정적인 납땜 연결 제공;
• "주석 모발"의 성장에 대한 저항;
• 기존 기술과의 호환성;
• 접점에서의 전이 저항;
• 내마모성;
• 마찰 계수;
• 코팅 기술;
• 생산 폐기물 비용;
• 합금 비용.

현재 솔더링 시에는 주석 90중량부, 납 10중량부로 이루어진 합금을 접촉 코팅제로 사용하고 있다. 표 1은 표시된 합금과 이를 대체할 수 있는 금속(및 그 합금)의 사용을 비교한 것입니다.

표 1에서 볼 수 있듯이 순수 주석은 납 합금을 대체할 수 있는 최상의 후보입니다. "양철 털"의 성장 가능성이 없다면 순수한 주석은 100%의 경우 그러한 대체품이 될 수 있습니다.

접촉 도금을 위한 순수 주석의 선택은 다른 커넥터 제조업체에서도 확인되었습니다. Molex, Tyco Electronics, FCI 및 Amphenol과 같은 회사는 커넥터 핀을 덮기 위해 순수 주석을 사용하는 것을 정당화하는 공동 성명을 발표했습니다.

플라스틱 인클로저

커넥터 하우징에 사용되는 일부 열가소성 재료는 SMT 기술에 사용됩니다. 그러나 납 함유 합금을 대체하기 위한 주요 후보 합금은 훨씬 더 높은 융점을 가지고 있습니다. 이 신기술을 사용하면 브레이징 온도가 260°C에 이를 것으로 예상됩니다. 이 경우 설치된 구성 요소는 이 온도를 120초 동안 견뎌야 합니다.

융점 및 연화점(열 변형 온도, ISO R 75 표준)은 플라스틱이 고온에서 특성을 유지하는 능력을 결정하는 주요 특성입니다. 플라스틱이 액체에서 고체 상태로 전환되는 순간을 결정하는 융점은 제품의 성형 과정에서 플라스틱이 액체 상태여야 하기 때문에 중요한 매개변수입니다. 연화점은 특정 시간 동안 특정 하중에서 주어진 온도를 견딜 수 있는 플라스틱의 능력을 결정하는 상대 값입니다. 일반적으로 무연 표면 실장 기술에 적용할 경우 플라스틱의 융점은 260°C 이상이어야 합니다. 이 경우 연화점도 260°C 이상이어야 합니다. 그러나 융점이 260 ° C 인 재료가 같거나 약간 낮은 연화점을 가질 수있는 소위 "회색 영역"이 있습니다. 또한이 경우 여러 연구 및 실험을 수행 할 때 특정 제품의 사용이 허용되는 것으로 인정 될 수 있습니다. 이러한 연구는 무연 합금을 사용할 때 표면 실장 기술과의 호환성을 위해 제품을 테스트하기 위해 승인되고 공개적으로 발표된 방법론에 따라 수행됩니다.

표 2는 현재 커넥터 하우징 제조에 사용되는 가장 일반적인 플라스틱의 녹는점과 연화점을 나열합니다.

PPA, PA46 및 LCP와 같은 일부 재료는 무연 합금을 사용할 때 표면 실장 기술에 필요한 온도를 견딜 수 있습니다. 특정 재료(PCT 및 PPS)는 추가 테스트를 거쳐야 합니다. 결과적으로 하우징을 고온 플라스틱으로 만든 새 하우징으로 교체해야 하는 모든 커넥터의 가격이 인상됩니다.

전환 전략

Molex는 이 과도기 동안 납 및 무연 합금이 모두 업계에서 한동안 사용될 것이라는 재료 선택 전략을 믿습니다. 이 기간 동안 많은 수의 신제품, 재고 번호, 특수 마킹 및 라벨이 만들어지고 도입됩니다. 전략의 일부는 가능한 경우 새 항목 코드의 출현을 피하는 것입니다.

무연 기술로의 2단계 전환이 제안됩니다. 첫 번째 단계로 무연 코팅 접점으로만 전환합니다. 이 단계에서 우리는 의도적으로 커넥터 하우징 재료의 열적 호환성을 건드리지 않습니다. 몰렉스의 기술은 납 함유 솔더를 사용할 때 기존의 접촉 도금 합금에서 순수 주석 도금으로 전환할 때 위험이 없음을 보장합니다. 결과적으로 제품의 소비자 속성이 변경되지 않기 때문에 새로운 재고 번호를 생성할 필요가 없습니다. 이러한 접점을 "무연"이라고 합니다.

두 번째 단계에서는 무연 합금을 사용하는 표면 실장 기술에 의해 결정된 온도에서 커넥터 하우징에 사용되는 플라스틱을 테스트합니다. 본체 재질 변경이 필요한 커넥터에 대해 새 재고 번호가 생성됩니다. 이러한 제품은 "무연 합금을 사용하는 표면 실장 기술과 호환 가능"이라고 합니다.

기술 정보 "주석 헤어"

순수 주석 및 주석 함량이 높은 합금은 "주석 모발"의 형성 문제로 인해 더 많은 관심을 받았습니다. 주석의 얇은 결정인 이러한 "털"은 주석 또는 주석 합금의 표면에서 자발적으로 성장할 수 있으며 경우에 따라 전기 단락을 일으킬 수 있습니다. 이러한 결정이 나타나는 가능한 이유는 합금 구조의 내부 응력입니다.

이 현상에 대한 연구 분야의 상당한 노력에도 불구하고 "주석 모발"을 형성하는 근본적인 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다. 단일 결정 요인은 확인되지 않았지만 다음 요인이 모발 성장에 영향을 미치는 것으로 여겨집니다.

• 재료의 내부 응력;
• 온도;
• 습기;
• 주기적 온도 변화.

몰렉스는 1999년에 이 현상의 특성을 연구하기 시작했으며 오늘날에도 계속 실험하고 있습니다. 결과는 웹사이트에 공개되고 이용 가능합니다.
www.몰렉스.com

주기율표의 각 화학 원소와 그에 의해 형성되는 단순하고 복잡한 물질은 고유합니다. 그것들은 독특한 속성을 가지고 있으며 많은 것들이 인간의 삶과 일반적으로 존재하는 데 부인할 수 없는 중요한 기여를 합니다. 화학 원소 주석도 예외는 아닙니다.

이 금속을 가진 사람들의 지인은 고대로 거슬러 올라갑니다. 이 화학 원소는 인류 문명의 발전에 결정적인 역할을 하여 오늘날까지 주석의 성질이 널리 사용되고 있습니다.

역사의 주석

사람들이 이전에 믿었던 것처럼 일부 마법의 속성을 가지고 있는 이 금속에 대한 첫 번째 언급은 성경에서 찾을 수 있습니다. 주석은 청동기 시대에 삶을 개선하는 데 결정적인 역할을 했습니다. 그 당시 사람이 가지고 있던 가장 튼튼한 금속 합금은 청동이었고, 구리에 주석이라는 화학 원소를 첨가하면 얻을 수 있습니다. 수세기 동안 도구에서 보석에 이르기까지 모든 것이 이 재료로 만들어졌습니다.

철의 특성이 발견된 후 주석 합금은 사용을 중단하지 않았으며 물론 동일한 규모로 사용되지는 않았지만 청동과 다른 많은 합금은 오늘날 인간이 적극적으로 사용하고 있습니다. 산업, 기술 및 의학, 예를 들어 주석과 염소의 상호 작용에 의해 얻어지는 염화 주석과 같은 이 금속의 염과 함께 이 액체는 섭씨 112도에서 끓고 물에 잘 용해되며 결정질 수화물을 형성하고 공중에서 담배를 피운다.

주기율표에서 원소의 위치

화학 원소 주석(라틴어 이름 stannum - "stannum", 기호 Sn으로 작성) Dmitry Ivanovich Mendeleev는 5번째 기간에 50위에 올랐습니다. 그것은 많은 동위 원소를 가지고 있으며 가장 흔한 것은 동위 원소 120입니다. 이 금속은 탄소, 규소, 게르마늄 및 플레로븀과 함께 여섯 번째 그룹의 주요 하위 그룹에서도 발견됩니다. 그 위치는 양쪽성 특성을 예측하고 주석은 산성과 염기성 특성을 모두 가지고 있습니다. 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명합니다.

주석의 원자 질량은 118.69와 동일한 주기율표에도 표시됩니다. 전자 구성은 5s 2 5p 2이며, 이는 복합 물질의 구성에서 금속이 +2 및 +4의 산화 상태를 나타내도록 허용하여 p-하위 수준에서 2개 또는 s- 및 p-에서 4개를 제공합니다. 전체 외부 레벨을 완전히 비웁니다.

소자의 전자적 특성

원자 번호에 따라 주석 원자의 핵 주변 공간에는 최대 50개의 전자가 포함되어 있으며 5개 수준에 위치하며 차례로 여러 하위 수준으로 나뉩니다. 처음 두 개에는 s- 및 p-하위 수준만 있고 세 번째부터 s-, p-, d-로 세 분할이 있습니다.

원자의 화학적 활성을 결정하는 구조와 전자로 채우기 때문에 외부를 고려하십시오. 들뜨지 않은 상태에서 원소는 2와 같은 원자가를 나타내며, 여기되면 1개의 전자가 s-하위 준위에서 p-하위 준위의 빈 자리로 전환됩니다(최대 3개의 짝을 이루지 않은 전자를 포함할 수 있음). 이 경우 주석은 짝을 이루는 전자가 없기 때문에 원자가와 4의 산화 상태를 나타냅니다.

단체 금속 및 그 특성

주석은 은색 금속으로 저융점 그룹에 속합니다. 금속은 부드럽고 비교적 변형하기 쉽습니다. 주석과 같은 금속에는 여러 가지 기능이 내재되어 있습니다. 13.2 이하의 온도는 주석의 금속 변형이 분말로 변하는 경계이며, 이는 은백색에서 회색으로의 색상 변화와 물질의 밀도 감소를 동반합니다. 주석은 231.9도에서 녹고 2270도에서 끓습니다. 백색 주석의 결정성 정방정 구조는 물질의 결정이 서로 마찰하여 구부러지는 지점에서 금속이 구부러지고 가열될 때 금속의 특징적인 크런치를 설명합니다. 회색 주석에는 입방체 시스템이 있습니다.

주석의 화학적 성질은 이중성을 가지고 있으며, 산성과 염기성 반응 모두에 들어가 양쪽성을 나타냅니다. 금속은 황산 및 질산과 같은 산뿐만 아니라 알칼리와 상호 작용하며 할로겐과 반응할 때 활성입니다.

주석 합금

순금속 대신 특정 비율의 구성 성분을 포함하는 합금이 더 자주 사용되는 이유는 무엇입니까? 사실 합금은 개별 금속에 존재하지 않는 특성을 가지거나 이러한 특성이 훨씬 더 강하게 나타납니다(예: 전기 전도성, 내식성, 금속의 물리적 및 화학적 특성의 부동태화 또는 활성화, 필요한 경우 등 .). 주석(사진은 순수한 금속의 샘플을 보여줍니다)은 많은 합금에서 발견됩니다. 첨가제 또는 기본 재료로 사용할 수 있습니다.

오늘날 주석과 같은 금속의 합금이 많이 알려져 있습니다 (가격은 광범위하게 다름). 우리는 가장 인기 있고 사용되는 것을 고려할 것입니다 (특정 합금의 사용은 해당 섹션에서 논의됩니다). 일반적으로 주석 합금은 높은 연성, 낮은 경도 및 강도와 같은 특성을 가지고 있습니다.

합금의 몇 가지 예

필수 천연 화합물

주석은 많은 천연 화합물인 광석을 형성합니다. 금속은 24개의 광물 화합물을 형성하며, 산업에서 가장 중요한 것은 산화주석 - 캐사이트라이트 및 베드 - Cu 2 FeSnS 4입니다. 주석은 지각에 분산되어 있으며 주석에 의해 형성된 화합물은 자기 기원입니다. 이 산업은 또한 폴리틴산과 주석 규산염의 염을 사용합니다.

주석과 인체

화학 원소 주석은 인체의 정량적 함량 측면에서 미량 원소입니다. 그것의 주요 축적은 정상적인 금속 함량이 근골격계의 적시 발달과 일반적인 기능에 기여하는 뼈 조직에 있습니다. 주석은 뼈 외에도 위장관, 폐, 신장 및 심장에 집중되어 있습니다.

이 금속이 과도하게 축적되면 신체가 전반적으로 중독될 수 있으며 바람직하지 않은 유전자 돌연변이에도 더 오래 노출될 수 있습니다. 최근에는 환경의 생태 상태가 많이 남아 있기 때문에이 문제는 매우 관련이 있습니다. 대도시 및 산업 지대 인근 지역 주민들 사이에서 주석 중독의 가능성이 높습니다. 대부분 중독은 예를 들어 염화 주석 및 기타와 같은 주석 염이 폐에 축적되어 발생합니다. 동시에 미량 영양소 결핍은 성장 장애, 청력 상실 및 탈모를 유발할 수 있습니다.

애플리케이션

금속은 많은 야금 공장 및 회사에서 상업적으로 입수할 수 있습니다. 주석과 같은 순수한 단순 물질로 만든 잉곳, 막대, 와이어, 실린더, 양극의 형태로 생산됩니다. 가격은 kg 당 900 ~ 3000 루블입니다.

순수한 주석은 거의 사용되지 않습니다. 그것의 합금과 화합물은 주로 소금에 사용됩니다. 납땜용 주석은 구리 합금, 강철, 구리로 만들어진 고온 및 강한 기계적 하중에 노출되지 않는 부품을 고정하는 경우에 사용되지만 알루미늄 또는 그 합금으로 만들어진 부품에는 권장되지 않습니다. 주석 합금의 특성 및 특성은 해당 섹션에 설명되어 있습니다.

땜납은 미세 회로를 납땜하는 데 사용되며, 이 경우 주석과 같은 금속을 기반으로 하는 합금도 이상적입니다. 사진은 주석-납 합금을 사용하는 과정을 보여줍니다. 그것으로 상당히 섬세한 작업을 수행할 수 있습니다.

주석의 부식 저항성이 높기 때문에 주석 도금된 철(양철) - 식품용 주석 캔 제조에 사용됩니다. 의학, 특히 치과에서 주석은 치아를 채우는 데 사용됩니다. 집 파이프 라인은 주석으로 덮여 있으며 베어링은 합금으로 만들어집니다. 전기 공학에 대한 이 물질의 기여는 매우 중요합니다.

불화붕산염, 황산염, 염화물과 같은 주석염 수용액이 전해질로 사용됩니다. 산화주석은 도자기용 유약입니다. 다양한 주석 유도체를 플라스틱 및 합성 재료에 도입하여 가연성 및 유해 가스 방출을 줄일 수 있습니다.

금속, 세라믹, 유리 접시, 논스틱 ​​코팅 및 더 희귀한 나무 접시 등의 건강 효과를 비교해 보겠습니다.
주석에는 귀중한 추가 사항이 포함되어 있습니다.

1. 나무

러시아에서는 접시가 원래 나무로 만들어졌습니다. 그들은 나무 그릇에서 나무 숟가락으로 먹었고, 나무 그릇, 국자 및 주전자를 사용했습니다. 또한 자작 나무 껍질 용기가 짜여져 있습니다-소금 통, 밀가루 저장 용 tueski, 곡물.

자작 나무 껍질에는 살균에서 강장제에 이르기까지 많은 의약 특성이 있는 것으로 알려져 있습니다. 그래서 우리 조상의 몸은 점차 나무의 치유력을 축적했습니다.

그러나 Khokhloma로 칠해진 나무 접시는 음식으로 사용되어서는 안된다는 점을 고려하는 것이 중요합니다.

2. 구리

다음으로 등장한 구리 그릇. 아마도 부엌에 구리 대야나 냄비가 있습니까? 실제로 많은 가정에서 구리와 그 합금으로 만든 요리가 대대로 전해집니다. 그리고 당연하게도 항상 기쁘게 사용되어 왔습니다! 사실 구리는 열전도율이 높기 때문에 요리에 탁월한 품질을 가지고 있습니다. 열은 접시 표면에 고르게 분포됩니다. 따라서 구리 용기에 맛있는 잼, 향긋한 커피 또는 훌륭한 소스가 마치 그 자체로 얻어집니다.

그러나 현대 과학은 우리의 감정을 다소 약화시킵니다. 관점에서 볼 때 이 금속의 극소량이라도 열매와 과일의 아스코르브산을 파괴합니다.

그리고 한 가지 더 : 구리 용기에 저장된 음식은 비타민을 잃고 다중 불포화 지방산은 쉽게 산화되어 신체에 위험한 화합물 인 자유 라디칼을 형성합니다. 자주 사용하면 중독이 배제되지 않습니다.

또한 구리는 습한 환경에서 쉽게 산화되며 녹색 또는 청록색 필름이 접시에 나타납니다 - 녹청. 가열되면 음식 산과 상호 작용하여 신체에 해로운 구리 염을 형성합니다.

따라서 세척 후 판이나 대야를 완전히 닦아 필름 형성을 방지해야 합니다. 그럼에도 불구하고 녹청이 나타나면 접시를 사용하기 전에 전체 표면에서 조심스럽게 제거해야합니다. 이것은 다음과 같이 할 수 있습니다. 식초에 담근 식염으로 문지르고 즉시 따뜻한 물로 먼저 헹군 다음 찬물로 헹굽니다.

3. 세라믹 조리기구의 납 위험

수세기 동안 납은 조리기구를 만드는 합금에 첨가되었습니다. 우리 시대에 이것의 슬픈 결과는 과학자들에게 잘 알려져 있습니다. 점차적으로 인체에 축적, 중독으로 이어졌습니다.

로마 제국에서는 포도주 항아리와 기타 주방 기구에 다량의 납이 함유되어 있었습니다. 결과적으로 인구 평균 수명이 거의 절반으로 감소했습니다.... 일부 역사가들은 로마 "엘리트"의 납 중독이 강력한 국가의 쇠퇴의 마지막 이유가 아니라고 믿습니다.

또한 우리 시대에 과학자들은 납이 모스크바 왕자의 건강 파괴- 크렘린궁에 공급된 물은 납 수도관을 통해 흘렀습니다 ...

세계의 많은 국가에서 25년 전에 도입되었습니다. 납 사용 금지식기 제조에.

그러나 이것에도 불구하고 오늘날에도 쉽게 해로운 냄비 또는 컵의 소유자가 될 수 있습니다.

여기에서 잘 알려진 미국 부부의 이야기를 떠올리는 것이 적절합니다.

한번은 이탈리아에서 휴가를 보내는 동안 부부가 아름다운 도자기 컵을 샀습니다. 집에 도착한 그들은 손님들에게 감탄하고 보여주기 위해 유리 뒤에있는 뷔페에 넣지 않고 매일 적극적으로 사용하기 시작했습니다.

2년 반 후, 두 배우자 모두 납 중독의 징후를 보였습니다. 불면증, 신경 쇠약, 신체의 다른 부분에서 "걷기"라는 갑작스러운 통증이 나타났습니다. 환자들이 접촉한 의사들은 곤경에 빠졌습니다. 그들은 문제가 무엇인지 이해할 수 없었습니다.

남자는 전혀 불필요한 수술을 두 번 받았고, 여자는 간 질환으로 계속 치료를 받았습니다.

그러나 "익사자를 구하는 것은 익사 자신의 일"이라는 유명한 말에 따라, 미국 부부는 산더미 같은 특수 의학(그리고 아마도 아닐 수도 있음) 문헌을 "삽질"하여 납 중독 진단을 받았습니다! 그리고 그는 절대적으로 옳았고 독극물을 다루는 전문가들에 의해 확인되었습니다.

납이 어떻게 접시에 들어 갔는지 알아 내려고합시다 (결국 컵은 금속이 아니라 세라믹입니다!). 차, 커피 및 기타 음료를 마시는 데 사용하도록 의도되지 않은 장식용이라고 가정할 수 있습니다.

사실 위생 기준에 따르면 장식 용품 제조시 납의 존재가 허용됩니다. 그것은 도자기에 부드럽고 아름다운 광택을주기 위해 페인트에 첨가되는 것으로 나타났습니다. 그러나 : 그러한 요리를 사용하기위한 지침에는 반드시 음식을 저장할 수 없다고 나와 있어야합니다!

따라서 우리는 스스로 결론을 내립니다. 우리가 좋아하는 접시, 컵, 냄비를 구입하면 밝은 색으로되어 부끄러워하지 않고 판매자에게 인증서를 요청해야합니다. 그리고이 문서에서 우리는 독성 물질의 함량에 대해 접시를 테스트 한 결과에 대한 정보를 찾고 있습니다. 그러나 불행히도 인증서는 종종 위조되는 것이 현실입니다.

그래서 어쩌면 더 나은지도 너무 밝은 빨간색과 노란색 그림으로 도자기 제품을 구입하지 않도록주의하십시오, 거의 항상 페인트에 납과 카드뮴이 있음을 나타냅니다.

그런데, 밝은 녹색은 구리로 "착색"될 수 있습니다.그리고 그 자체로는 유용하지 않을 뿐만 아니라 납 방출 과정을 가속화합니다. 따라서 아름다움을 위해 그러한 컵 판을 구입하는 것이 금지되어 있지는 않지만 의도 된 목적을 위해 일상적으로 사용하기 위해 전문가는 절대적으로 조언하지 않습니다.

4. 캔의 납

접시 외에도 일부 캔은 납이 포함된 땜납으로 요소가 서로 연결되어 있기 때문에 납 중독의 원인이 될 수도 있습니다. 이러한 은행은 다음과 같이 구별하기 쉽습니다. 주름진 솔기와 불규칙한 은회색 연결선.캔 내부는 일반적으로 특수 화합물로 코팅되어 있지만 이것이 항상 도움이 되는 것은 아닙니다.

장기간 보관하는 동안 허용 수준보다 훨씬 높은 최대 3mg/kg의 납이 축적되는 경우가 있습니다. 그 내용이 특히 훌륭하다. 산성 식품 통조림: 토마토, 과일 주스등.

자신을 위험에 빠뜨리지 않으려면 통조림 식품을 캔으로 사야합니다. 매끄러운 용접 이음매로스티커와 캔의 상단 또는 하단 사이에 있습니다.

5. 알루미늄

10~15년 전만 해도 알루미늄 조리기구는 거의 모든 주방에서 볼 수 있었습니다. 청소하기 쉽고 요리 중에 음식을 태우지 않습니다. 그런 냄비에 우유를 끓이고 우유 죽, 젤리, 비네 그레트 및 샐러드 용 ​​야채 등을 끓이는 것이 매우 좋습니다. 그러나 슬프게도이 모든 음식은 알루미늄으로 "맛이 가미"되었습니다!

그리고 알칼리를 대표하는 우유의 영향과 미세한 양으로 야채를 요리하는 산성 환경의 영향으로 알루미늄은 접시에서 "박리"되어 위장으로 안전하게 끝납니다. 그것은 물에서 산화되지 않지만 심지어 미세 입자를 "씻어 버립니다".

그래서 가능하다면, 알루미늄으로 음식을 조리하거나 보관하지 마십시오.접시는 그렇지 않아야합니다 (알루미늄과 반응하지 않는 곡물 및 기타 대량 제품을 저장하기 위해 할 것이지만). 물론 알루미늄 국자에 아이를 위한 오트밀죽을 한두번 끓여주면 나쁜 일은 일어나지 않을 것이다. 그러나 매일 그것을한다면 아기가 몹시 흥분한 것에 놀라지 마십시오.

글쎄, 당신이 수년 동안이 금속으로 만든 요리에서 자신을 위해 요리를 해 왔다면 기존 가설 중 하나는 다음과 같습니다. 조만간 충분한 알루미늄이 몸에 축적되어 빈혈, 신장 및 간 질환과 같은 무서운 질병을 유발할 것입니다. , 다양한 신경학적 변화 및 심지어 질병 파킨슨병 및 알츠하이머병.

6. 멜라민

최근에는 중국과 터키에서 만든 아름다운 멜라민 요리가 우리 주방에 등장했습니다. 외관상 도자기와 비슷하지만 무게가 훨씬 가볍습니다. 매우 매력적인 외관, 색상의 순수성으로 인해 구매자에게 인기가 있습니다.

하지만 이 요리는 유독합니다! 위험의 원인 중 하나는 그녀가 서명하는 페인트를 구성하는 납 염(다시!), 카드뮴 및 기타 금속입니다.

데칼 잉크는 보호 층이 코팅되지 않아 제품에 매우 쉽게 통합됩니다.

또 다른 위험은 멜라민에는 독성 포름알데히드가 포함되어 있습니다.... 그것은 많은 플라스틱으로 구별되지만 특수 연구 결과에 따르면 멜라민은 특히 강력합니다. 허용 비율보다 수십 배 또는 수백 배 더 높습니다.... 실험 동물에서 이러한 양의 포름알데히드는 다음을 유발합니다. 신체의 돌연변이 변화와 암세포의 형성.

위생 및 역학 감독은 멜라민 식기의 판매를 금지했습니다. 그러나 어느 시장의 그릇 가게에 가보면 귀여운 컵과 접시, 온갖 종류의 세트를 볼 수 있습니다.

멜라민 외에도 다른 폴리머 금속으로 만든 식기를 판매하고 있습니다.

이 제품의 테스트 및 인증에 관련된 전문가들은 이 제품을 사용할 수 있다고 생각하지만 제조업체의 지침을 엄격하게 준수해야 합니다.

예를 들어, 플라스틱 접시가 벌크 제품 전용인 경우 액체를 보관할 수 없습니다. 그렇지 않으면 독성 물질을 흡수할 수 있습니다. 예를 들어 사용 설명서에 플라스틱 용기가 찬 음식용이라고 표시된 경우 뜨거운 음식 등을 넣지 마십시오.

7. "스테인리스"와 실버

최근에는 철, 탄소 및 기타 요소의 합금인 스테인리스 스틸로 만든 접시가 인기를 얻고 있습니다. 18% 크롬과 10% 또는 8% 니켈이 첨가된 강철은 주방 용품 제조에 널리 사용됩니다. 고품질 강철로 만들어지고 생산 기술을 위반하지 않으면 제품의 맛이 변하지 않고 건강에 안전합니다. 가장 좋은 강철 등급은 304(또는 18/10)이며, 등급 201과 202입니다. 중국, 인도 및 기타 아시아 국가의 저렴한 스테인리스 스틸 접시는 품질이 좋지 않을 수 있으며 원치 않는 불순물로 인해 건강에 해로울 수도 있습니다. 그러나 지금은 성공적으로 유럽인으로 위장했습니다 ...

스테인레스 스틸로 만든 냄비와 팬은 바닥이 두꺼운 것이 선호됩니다. 점진적인 가열과 긴 냉각을 제공합니다. "스테인리스 스틸"로 만든 접시를 과열하지 마십시오. 그 후에 음식이 타 버릴 것입니다.

이것은 질문을 던집니다. 완벽하게 안전한 접시가 있습니까? 은수저로 은접시를 먹고 은잔으로 마시는 것이 가장 좋지 않을까요? 결국, 모든 사람들은이 금속의 치유력과 군인들이이 질병으로 많은 수의 사망 한 동안 은 접시를 먹었을 때 장교가 위장병을 앓지 않은 Suvorov 군대의 역사를 알고 있습니까?

실제로 전문가들은 은 이온이 수용액에서 병원성 미생물총의 발생을 억제한다고 말합니다.

그러나 은 이온이 풍부한 음식은 장기간 사용하면 인간의 신경계에 악영향을 미치고 두통, 다리의 무거움, 시력 약화를 유발할 수 있습니다. 그리고 다시 은색 접시를 지속적으로 사용하면 위장염 및 간경화와 같은 심각한 질병을 "얻을" 수 있습니다!

8. 에나멜 및 유리

아마도 오래된 법랑 요리는 모든 안전 요구 사항을 충족합니다. 그녀는 물론 모든 집에 있습니다. 주요 이점은 구성 요소의 불활성으로 인해 염, 산 또는 알칼리와 상호 작용하지 않는 에나멜입니다. 이것은 에나멜 기구를 매우 대중적으로 만듭니다.

물론 그러한 요리는 통째로 사용할 수 있습니다. 실제로 손상 부위, 균열 및 칩에 황적색 반점이 나타나며 이는 세척으로 제거할 수 없습니다. 이것은 일반적인 녹입니다. 그리고 그녀는 식품 산과 상호 작용하여 인체에 해로운 철염.또한 세척 시 세척제 입자가 손상된 부위에 남아 위장으로 들어갈 수 있습니다.

갈색, 빨간색 및 노란색 내부 코팅이 된 에나멜 요리는 피하십시오. 이러한 염료에는 음식과 접촉해서는 안되는 유해 물질이 포함되어 있습니다.

또 다른 보기 안전한 기구- 내열유리로 제작되었습니다.이러한 특성을 유리에 부여하기 위해 고온에서 강도를 유지하는 구성 요소가 유리에 추가됩니다. 따라서 가스 불에서 유리로 만든 주전자 또는 오븐의 베이킹 시트가 깨지거나 부서지는 등의 문제를 두려워해서는 안됩니다.

그러나 내열 조리기구를 사용할 때 "뜨거운 상태"일 때 매우 차가운 표면과의 접촉을 피할 필요가 있음을 기억해야 합니다. 그러면 냄비가 파열됩니다.

유리는 또한 에나멜처럼 화학적으로 불활성이므로 유리 제품은 이러한 관점에서 위험하지 않습니다. 또한 편리합니다. 잘 씻고 요리 할 때와 서빙 할 때 음식이 아름답게 보입니다.

9. 테프론

테프론은 조리기구의 논스틱 코팅에 사용되는 폴리머의 상표명입니다. 실제로 음식은 최소한의 기름이나 지방으로 표면에 기름을 발라도 테플론 팬에서 타지 않습니다. 동시에 음식에 덜 해롭고 발암성이 있는 물질, 즉 음식이 너무 익었을 때 형성되는 물질이 있습니다.

그리고 어쨌든 테프론 표면이 "충실하게" 우리에게 봉사하려면 가능한 한 손상되지 않은 상태로 유지해야 합니다. 이를 위해서는 먼저 준비된 음식을 뒤집거나 섞기 위해 농장에 나무 또는 테프론 특수 주걱이 있어야합니다. 또한 빈 냄비나 프라이팬을 불 위에 두지 마십시오.

그건 그렇고 전문가들은 경험에 따르면 얇은 팬을 아무리 조심스럽게 관리하더라도 어떤 이유로 오래 가지 않는다는 것을 보여주기 때문에 바닥이 두꺼운 팬을 구입하는 것이 좋습니다.

결론적으로, 다양한 재료로 만든 조리기구에 대한 몇 가지 팁이 있습니다.

도자기 식기를 더 오래 사용하려면 "경화"해야 합니다. 컵, 접시, 접시 등을 몇 시간 동안 찬물에 붓습니다. 그런 다음 한 번에 하나씩 항목을 꺼내어 뜨겁게 붓습니다.

에나멜 요리도 "템퍼링"되지만 다른 방식입니다. 새로운 스튜 냄비는 소금 용액으로 가장자리까지 채워집니다 : 2 tbsp. 엘. 물 1리터당 끓여주세요. 그런 다음 식히십시오.

그러나 "경화 된"에나멜 요리조차도 더 잘 보호되고 뜨거운 스토브에서 냉장고에서 즉시 꺼내지 않습니다. 에나멜은 급격한 온도 강하로 인해 깨질 수 있습니다.

그리고 더. 흰색 에나멜은 열 흡수를 늦추므로 어두운 에나멜이 든 냄비보다 그러한 접시에서 요리를 요리하는 데 더 많은 시간이 걸립니다.

그건 그렇고, 전문가들은 에나멜 또는 스테인레스 스틸 용기가 잼을 만드는 데 가장 적합하다고 생각합니다.

테프론은 매우 깨지기 쉬운 논스틱 코팅입니다. 따라서 이러한 접시를 씻을 때 금속 스폰지뿐만 아니라 가루 제품도 사용할 필요가 없습니다. 심지어 테프론을 긁을 수 있습니다. 부드러운 수건과 액체 세제로 팬과 프라이팬을 씻은 다음 수건으로 완전히 말리십시오.

내열 유리 제품뿐만 아니라 전자 레인지에 적합합니다. 물론 납 불순물이 없으면 다른 유리를 사용할 수 있습니다. 또한 도자기 - "황금"가장자리를 포함하여 금속 패턴이 없어야합니다. " 점토 용기도 적합합니다. 전체 표면 (바닥 포함)에 유약이 칠해진 경우입니다. 그러나 플라스틱을 사용할 때는 조심하십시오 - 제조업체의 지침을주의 깊게 읽으십시오.

백랍 접시는 실제로 100% 주석이 아니라 주석 합금을 사용합니다. 이 금속으로 만든 제품은 백금, 금, 은 다음으로 네 번째로 가치가 높은 것으로 간주됩니다. 시간이 지남에 따라 더 좋아지고 더 가치가 높아지지만 적절하게 관리할 수 있어야 합니다. 그것을 하는 방법?

주석 제품은 일반적으로 95% 이상이 금속 자체로 만들어지고 나머지는 구리 또는 안티몬 첨가제로 만들어집니다.

주석은 가장 오래된 7가지 금속 목록에 포함되어 있으며 독특한 특성을 가지고 있습니다. 즉, 인체 건강에 해를 끼치지 않고 뜨거운 음식과 접촉할 때 유해 물질을 방출하지 않으며 산화되지 않습니다. 양철 가전제품에 들어 있는 음식은 이질적인 냄새나 맛이 나지 않습니다. 이 금속은 주방 용품을 만드는 데 가장 적합한 금속 중 하나입니다.

시간이 지남에 따라 주석 제품은 퇴색하여 "파티나"라고 불리는 흥미로운 벨벳 같은 회색 음영을 얻을 수 있습니다. 그러한 것들은 수집가들 사이에서 특히 높이 평가됩니다.

백랍 요리의 해악

새 제품을 구입할 때 구성을주의 깊게 연구해야합니다. 주석은 매우 비싼 금속이며 일부 파렴치한 제조업체는 식품 제품 제조에 항상 적합하지 않은 불순물을 합금에 첨가할 수 있습니다.

구성에 납이 있으면 시간이 지남에 따라 제품이 흐려지고 어두워집니다. 의도 된 목적을 위해 그러한 요리를 사용하는 것을 포기할 가치가 있습니다.

주석 조리기구 관리

주석 제품은 매우 까다롭습니다. 정기적인 유지 관리가 필요합니다. 이상적으로는 음식물 찌꺼기가 너무 오래 머물지 않도록 사용 직후에 청소해야 합니다.

미지근한 물과 부드러운 스폰지로 주방세제를 묻혀 먼지를 제거할 수 있습니다. 청소 후에는 깨끗한 물로 기기를 헹구고 펼친 타월이나 건조기에 올려 놓아야 합니다.

식기세척기를 사용하여 이러한 품목을 청소하지 마십시오. 또한 딱딱한 스폰지나 연마성 세제를 사용하지 마십시오. 기기 표면이 긁힐 수 있습니다.

도색되지 않은 변색된 현대적인 백랍 팬은 은이나 황동용으로 설계된 광택제로 청소할 수 있습니다. 약한 작용을 하는 일부 연마 화합물("Shine-500" 또는 유사체)도 적합합니다. 그들은 부드러운 천에 바르고 얼룩이나 부식 흔적을 제거합니다.

요즘 다시 관심이 높아지고 있는 절묘한 백랍 요리는 어떤 중요한 행사에도 훌륭한 선물이 될 수 있습니다. 희귀하고 귀중한 금속으로 만들어진 공들여 만든 물건은 소유자의 미묘함을 증거합니다. 그들은 고대의 느낌을주고 모든 집을 장식하며 손님의 관심을 끌 것입니다.

환경을 보호하고 인구의 건강을 돌보는 문제에 대한 현대 산업의 증가하는 관심은 최근 전자 제품 생산에 사용되는 재료 및 기술의 구성에 큰 영향을 미쳤습니다. 특히, 무연 솔더링 기술이 보편화되었습니다. 납은 인간의 건강에 심각한 해를 끼치는 물질이지만 전자 제품에서 납 사용이 거부되면서 많은 기술적 문제가 발생했습니다. 새로운 무연 솔더 합금은 더 높은 융점을 갖는 것으로 알려져 있으며, 이는 프로세스 창을 좁혀 솔더링 프로세스의 제어 가능성에 대한 요구를 증가시킵니다. 예를 들어 PCB 패드 및 부품 리드 코팅과 같은 일부 응용 분야에서는 무연 기술로의 전환과 함께 순수 주석이 제조 가능성으로 인해 사용되었습니다. 순수 주석을 사용하면 주로 이 재료의 특성과 관련된 여러 가지 새로운 문제가 발생하여 가혹한 조건에서 장비의 신뢰성과 성능에 영향을 미칩니다. 특히 주석은 소위 "주석 수염"이라고 불리는 필라멘트의 형성을 일으키기 쉬우며 추위에 "질병"(소위 "주석 전염병")에 걸리기 쉽습니다.

이 기사에서는 납 함유 합금 대신 순수 주석을 사용할 때 발생할 수 있는 주요 문제, 그 원인 및 잠재적 결함을 처리하는 방법에 대해 설명합니다.

주석: 특성 및 응용

주석(라틴 주석)은 멘델레예프 주기율표의 IVA 그룹에서 다섯 번째 주기에 위치한 화학 원소입니다. 원자 번호 50, 원자 질량 118.69; 융점 231.9 ° C, 끓는점 2620 ° C, 흰색 반짝이는 금속, 무겁고 부드럽고 연성. 주석은 희소한 미량원소로 지각에서 47번째로 많이 함유되어 있습니다. 주로 순수한 형태 또는 다른 금속과의 합금에서 안전하고 무독성이며 부식 방지 코팅으로 사용됩니다. 가장 중요한 주석 합금은 청동(구리 포함)입니다. 특히 주석은 Nb3Sn 화합물을 기반으로 한 초전도 선재를 만드는데 적극 활용되고 있다.

주석은 우수한 제조 가능성으로 인해 솔더 및 코팅으로 전자 산업에서 널리 보급되었습니다.

코팅으로 순수한 주석

순수한 주석으로 접촉면을 코팅하여 납땜성을 보장하고 기본 금속을 부식으로부터 보호합니다.

무연 기술로 전환함에 따라 많은 제조업체에서 부품의 리드 및 접촉 표면을 코팅하기 위해 순수 주석을 사용하기 시작했습니다.

인쇄회로기판의 콘택트 패드의 침지 주석 코팅은 고품질 솔더 조인트를 만들기 위해 필요한 표면의 평탄도 때문에 주석-납 코팅과 함께 더 일찍 사용되었습니다. 침지 주석으로 코팅된 접촉 패드의 평평한 표면은 작은 리드 피치를 포함하는 다중 리드 구성요소의 고품질 표면 실장을 허용합니다. 또한 무연 기술에 순수 주석을 사용하므로 납땜 중에 다른 재료의 불순물이 땜납에 유입되지 않습니다. 저렴한 가격과 결합된 이러한 품질은 침지 주석을 코팅으로 적용하는 공정의 광범위한 사용을 위한 전제 조건이 되었습니다.

Immersion tin은 치환 반응에 의해 인쇄된 패턴의 구리 표면에 화학적으로 증착됩니다. 이 경우 코팅된 염기의 금속은 용액의 주석 이온에 전자를 제공하여 금속 형태로 변형되는 반면 기본 금속은 양극으로 용해됩니다.

나 0 + Sn 2+ -> 나 2+ + Sn 0.

구리의 표준 전극 전위는 주석의 전위와 관련하여 더 양수이므로, 치환 반응은 착화제(티오우레아)가 있는 경우에만 발생할 수 있으며, 이는 전위를 더 음의 값 범위로 이동시킵니다. 주석에 대한 존중:

2Cu 0 + Sn 2+ + 4NH 2 CSNH 2 + 2CH 3 SO 3 H -> 2Cu(NH 2 CSNH 2) 2 CH 3 SO 3 + Sn 0 + 2H +,

여기서 NH2CSNH2는 티오우레아이고 CH3SO3H는 메탄 설폰산입니다.

침지 주석 코팅의 두께는 약 1미크론입니다.

그러나 제품의 초소형화에 대한 요구 사항이 지속적으로 증가하면서 순수 주석을 적극적으로 사용하기 시작하면서 전문가들은 야금학에서 오랫동안 알려진 이 소재의 특징, 즉 소위 말하는 새로운 특징에 직면했습니다. 주석의 "콧수염"과 "주석 전염병".

주석 콧수염

콧수염 형성은 잘 알려진 현상입니다. 주석의 특징일 뿐만 아니라 아연, 카드뮴 등의 금속도 수염이 생기기 쉽습니다. 사실, 주석 "수염"에 대한 최초의 발표된 보고서는 XX세기의 40-50년대로 거슬러 올라가지만 전자 제품 생산에서 주석 수염의 성장이 존재하지 않기 때문에 이 현상에 거의 주의를 기울이지 않았습니다. 주석 기반의 납 함유 코팅과 주석에 충분한 양의 납 불순물이 있습니다. 무연 기술로 전환하기 전에 가장 널리 사용되었던 고전적인 공융 주석-납 합금을 사용하여 이 문제를 피할 수 있었습니다.

주석 위스커는 갈고리 모양 또는 포크 모양의 주석 결정 형태로 수직으로 구부러지고 나선형으로 성장할 수 있는 얇은 필라멘트입니다. 수염의 길이는 최대 150미크론일 수 있으며, 이는 인쇄 회로 기판의 전도성 패턴의 인접한 요소를 단락시킬 심각한 위험을 초래합니다. 제품 제조 및 작동 중에 휘거나 찢어지는 수염은 전류가 흐르는 표면 사이에 전도성 브리지를 형성할 수 있습니다. 이 경우 충분히 큰 전류로 수염이 녹아 단기 고장을 일으킬 수 있습니다. 콧수염 조각은 간헐적 및 영구적 제품 고장을 유발할 수 있습니다.

쌀. 1. 현미경으로 컬링 주석 수염의 예. 사진 출처.

쌀. 2. 3000x 배율에서 주석 수염의 예. 사진 출처.

주석 수염의 형성을 정확하게 예측하는 것은 불가능합니다. 새 제품과 작동 시작 후 몇 년, 요소 및 그 아래에 나타날 수 있습니다. 그들은 전혀 나타나지 않을 수 있습니다. 수염은 일반적으로 두께가 0.5미크론 이상인 코팅에서 자라는 것으로 알려져 있습니다.

최근까지 주석 위스커의 성장 원인에 대해서는 전문가들 사이에서 합의가 이루어지지 않았습니다. 지난 몇 년 동안 수염과 수염 형성의 주요 원인에 대한 연구에서 상당한 발전이 있었지만 그럼에도 불구하고 이 현상의 원인에 대해 최종적으로 합의된 결정은 아직 없습니다. 주석 위스커와 이를 처리하는 방법을 정의하는 산업 표준도 없습니다.

휘스커 형성의 추진력은 주석층의 압축 응력인 것으로 밝혀졌습니다. 이 응력은 금속간 구조의 형성, 산화 및 부식, 온도 순환 또는 기계적 응력과 같은 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있습니다.

전기도금된 주석 코팅에서 인장 응력은 증착 직후에 발생하며 시간이 지남에 따라 약화됩니다(3-5일). 5-7일 후, 내부 압축 응력이 증가하기 시작합니다. 이는 주석-구리 층 사이의 계면에서 금속간 화합물(Cu6Sn5 및 Cu3Sn) 형성의 결과이며, 그 몰 부피는 다음과 관련하여 더 큽니다. 주석과 구리의 순수한 층의 부피. 그 결과, 위스커의 성장이 시작되는 결정 격자의 입계를 따라 나선 이동이 발생합니다.

Immersion tin은 두께가 얇아서 코팅 후 인장응력이 없습니다. 그러나 위스커의 성장은 여전히 ​​발생하고 있으며, 그 성장의 원인은 금속간 층의 성장으로 인한 압축 응력입니다. 주석의 두께가 얇기 때문에 원자는 금속 입자 사이의 경계를 따라 수염이 자라는 곳으로 이동합니다.

얇은 코팅층은 내부 응력에 가장 취약합니다. 금속간 화합물이 순수한 주석층을 빠르게 흡수하고 산화하기 때문입니다. ~ 1μm와 같은 침지 주석의 최적 두께는 이미 금속간 화합물의 확산에 심각한 어려움입니다.

콧수염 또는 수상 돌기?

주석 위스커는 전자 장치 고장의 비교적 흔한 원인이기도 한 수상돌기의 성장과 혼동되어서는 안 되며 주로 간헐적이거나 영구적인 단락에서 나타납니다. 차이점은 형성 과정뿐만 아니라 이 두 현상에 대해 알려진 것에도 있습니다.

수상돌기는 무연 기술로의 전환으로 인한 문제가 아니기 때문에 잘 알려져 있습니다. 그것들은 나무와 같은 구조의 형태로 금속에 수직이 아닌(수염과 달리) 금속 표면(x-y 평면에서)에서 성장하는 금속 필라멘트 또는 결정입니다. 수상 돌기 성장 메커니즘은 전해입니다. 즉, 수상 돌기의 성장을 위해서는 전해질과 전압이 필요하므로 전해질 형성 조건(예: 수분 + 플럭스 또는 유기산의 잔류물)이 있는 경우에만 수상 돌기가 고장날 수 있습니다. ) 및 제품 작동 중에만 가능합니다.

보드에 존재하는 전압의 작용으로 도체-양극이 용해되어 양전하를 띤 금속 이온()을 채널에 제공합니다. 이온은 채널을 따라 도체-음극으로 향하고, 그 위에서 금속 상태로 환원되어 덴드라이트와 같은 느슨한 금속 구조의 형태로 절연 갭에 전도성 브리지를 형성합니다(). 음극에서 덴드라이트의 성장 속도는 분당 0.1mm에 도달할 수 있습니다. 이러한 공정의 결과, 두께가 2 ... 20 μm이고 길이가 최대 12 mm()인 위스커를 몇 분 안에 형성할 수 있습니다. 필라멘트 브리지가 형성된 후 결정은 점차적으로 0.1mm로 두꺼워지며 뚜렷한 금속 광택을 얻습니다. 이러한 결정의 저항은 최대 1옴일 수 있습니다.

쌀. 3. 이온성 오염 물질로 채워진 채널에서 덴드라이트 형성 다이어그램. 그림에서.

수상 돌기의 성장 순서는 사진()에서 명확하게 볼 수 있습니다.

쌀. 4. 금속 수상 돌기의 성장 단계: a - 2분; b - 2.5분; c - 3분; d - 4분. 사진 출처.

Ag, Cu, SnPb, Au, AuPd로 코팅된 도체에서 수상 돌기 성장이 관찰됩니다. 수지상 성장의 발달을 피하기 위해 제조업체는 최종 제품의 수분 및 화학 물질 잔류물을 제어합니다. 이 화학 물질은 금속을 용해시켜 이온을 형성한 다음 수지상을 형성할 수 있습니다.

주석 코팅의 금속간 화합물

아시다시피 금속간 화합물 또는 금속간 화합물은 둘 이상의 금속이 서로 결합한 화합물입니다. 금속간 화합물은 금속 화합물 또는 금속화물을 의미합니다. 그들은 합금 중 성분의 상호 작용, 증기로부터의 응축 및 상호 확산으로 인한 고체 상태의 반응 (화학적 열처리 중), 한 금속의 과포화 고용체 분해의 결과로 형성됩니다 다른 하나는 기계적 합금(기계적 활성화) 동안 심한 소성 변형의 결과입니다. 본질적으로 금속간 화합물은 서로 납땜되는 금속의 상호 침투의 얇은 경계층입니다.

납땜 조인트에서 금속간 층은 기계적 결합으로 작용합니다. 그러나 주석 코팅과 모재 사이에 금속간 화합물이 형성되고 이에 따른 산화가 불량한 납땜성의 직접적인 원인이 됩니다. 주석 코팅의 두께가 너무 얇으면 계속 성장하는 금속간 화합물 층이 순수한 주석을 흡수하고 산화되어 솔더의 젖음성을 손상시킵니다.

이미 언급했듯이 금속간 화합물의 형성은 주석 위스커 형성의 원인이 될 수 있습니다.

금속간 화합물의 형성에 대한 주석의 감수성은 체심 정방정계 결정 격자를 갖는 구조와 관련이 있습니다. 격자 셀의 측면 길이 비율(s / a)은 1보다 작습니다(단면이 직사각형). 이러한 비입방 격자 구조는 금속의 이방성을 나타낸다. 주석의 경우 열팽창 계수 및 자체 확산 계수는 결정 셀의 긴 쪽 방향으로 더 커집니다.

과학자들은 주석의 이방성 구조와 수염의 형성 사이의 연결에 대한 추가 확인인 주석 수염의 단방향 성장에 주목했습니다.

또한 금속간 화합물의 형성으로 인해 소위 헤어 라인 균열의 출현과 깨지기 쉬운 납땜 접합부의 형성이 가능하여 제품의 특성에 부정적인 영향을 미칩니다.

흰색 주석의 "질병"

백색 주석의 "질병"은 주석을 다른 재료와 공동으로 개발하는 것이 아니라 그 성질에 달려 있습니다.

지난 세기 말에 흥미로운 사례가 발생했습니다. 주석은 네덜란드에서 철도로 모스크바로 보내졌습니다. 기차는 하얀 깡통을 잔뜩 실었고 그는 쓸모없는 회색 가루만 가져왔다. 가는 길에 양철은 "감기에 걸렸고" "역병에 걸렸다". 이것은 주석 전염병으로 인해 경제적 손실이 발생하고 심지어 사람들이 사망했다는 몇 가지 전설적인 이야기 중 하나입니다.

쌀. 5. -18°C에 장기간 노출된 후 구리 함량이 5%인 주석. 사진 출처.

실제로 이 "질병"은 결정질 주석의 원자 순서가 재배열된 결과입니다.

주석은 두 가지 변형이 가능합니다. 첫 번째는 일반 은백색 주석으로, 큰 단결정 형태로 성장할 수 있는 가단성 금속입니다. 흰색 주석은 + 13.2 ° C를 초과하는 온도에서 형성됩니다. 온도가 13 ° C 아래로 떨어지면 주석 원자가 재배열되어 취성 비금속 회색 주석과 같은 다른 유형의 결정을 형성할 수 있습니다. 이 두 가지 주석 유형의 특성은 크게 다릅니다. 백색 주석의 밀도는 7.3g/cm3이고 회색 주석의 밀도는 5.8g/cm3입니다. 회색 주석의 체적 팽창 온도 계수는 백색 주석의 온도 계수보다 4배 높습니다. 서로 다른 결정 격자의 접촉 지점에서 발생하는 내부 응력으로 인해 재료가 균열되어 분말로 부서집니다. 결과 변형은 이미 금속의 특성을 잃고 반도체가됩니다.

흰색과 회색 결정은 모두 동일한 주석 원자로 구성되어 있는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 차이의 주된 이유는 결정 격자의 원자 배열에 있습니다. 원자 구조의 크기와 모양의 변화는 물질의 성질을 완전히 변화시킵니다.

주변 온도가 낮을수록 하나의 수정이 다른 수정으로 더 빨리 변경됩니다. 영하 33 ° C의 온도에서이 변환 속도는 최대에 도달합니다. 회색 주석에 끓는 물을 부으면 강한 가열로 원자가 다시 재배열되고 주석이 흰색으로 바뀝니다.

금속 물리학자들 사이에서는 백색 주석의 회색으로의 전이가 "오염"으로 시작된다는 것이 지배적인 의견입니다. 회색 입자는 백색 주석 표면에 떨어지며 작용 메커니즘은 "종자"의 작용과 유사합니다. 액체의 결정화. 그러나 "주석 페스트" 감염에는 흰색과 회색 주석의 직접적인 접촉이 필요하지 않다는 의견이 있습니다.

회색 주석은 구조 및 원자 간의 결합 유형 측면에서 반도체라는 사실에도 불구하고 회색 주석 결정에 대한 실제 적용은 아직 발견되지 않았습니다. 성장하기가 너무 어렵고 깨지기 쉽고 전기적 특성 측면에서 그것들은 산업 생산이 완전히 마스터 된 게르마늄과 실리콘보다 나을 것이 없습니다.

주석 사용과 관련된 결함 형성 방지 방법

현재 금속간 화합물의 성장, 주석 수염 및 주석 전염병의 출현을 방지하는 방법이 개발되어 출현 가능성을 피하거나 줄일 수 있습니다.

다양한 등각 코팅 재료가 주석 위스커로 인한 손상을 줄이는 데 도움이 될 수 있음이 밝혀졌습니다. 코팅이 수염 성장을 방지하지는 않지만 연구에 따르면 일부 코팅은 수염 형성을 늦추거나 억제하는 것으로 나타났습니다. 어떤 경우에는 형성된 수염이 덮개 내부에 "고정"되어 발달을 방해하여 단락으로 이어집니다.

콧수염 성장을 억제할 만큼 충분히 두껍거나 강하지 않은 코팅의 사용은 논란의 여지가 있습니다. 미세 구멍이 있는 코팅은 습기가 침투할 수 있으므로 일반적으로 쓸모가 없습니다. 이 수분은 수상 돌기의 잠재적 성장을 위한 조건을 만들고 또한 수염 형성을 위한 도관을 제공합니다. 주석 수염은 매우 단단합니다. 그들은 덮개 아래에서 자랄 것이고 충분히 강하지 않으면 작은 덩굴손이 덮개를 통해 자랄 수 있습니다.

또한 부식은 이론적으로 주석 필름에서 압축 응력의 중요한 원인이 될 수 있으며 결과적으로 위스커 성장을 유발할 수 있습니다. 따라서 강한 산화 및 수분 응결을 방지하기 위한 조치가 필요합니다.

수염 억제를 위한 iNEMI 주석 수염 사용자 그룹의 주요 권장 사항은 주석 도금과 구리 지지체 사이에 니켈 중간막을 사용하는 것입니다. 니켈 도금의 두께, 다공성 및 탄력성과 같은 매개변수는 구리에 대한 효과적인 차단층을 제공하는 데 매우 중요합니다. 동시에 이러한 층의 생성으로 인해 구리의 확산과 주석 금속간 화합물의 형성이 제한됩니다. 강철 기판에 니켈을 도금하는 것도 효과적인 것으로 밝혀졌습니다.

이러한 금속 조합으로 인해 수염이 생기는 경향이 있으므로 황동 위에 주석을 바르지 않는 것이 좋습니다. 황동 주석 도금은 니켈 확산 장벽이 적용된 경우에만 사용할 수 있습니다. 니켈 확산 장벽의 최소 두께는 1.27μm입니다.

코팅에 지속적인 기계적 압축력이 가해지면 주석 위스커 성장의 위험이 크게 증가합니다. 수염의 성장이 제품의 신뢰성을 저하시키는지 여부를 결정하기 위해 철저한 테스트를 수행해야 합니다.

전자 산업에서 주석 전염병은 드문 경우입니다. 완전히 순수한 금속 주석 코팅을 사용하더라도 납땜 후 땜납 합금에 용해되고 불순물이 있으면 주석은 더 이상 주석 전염병의 대상이 되지 않습니다. 그래서 납땜에 주석을 사용하고 납땜한 제품이 떨어지지 않습니다. 일반적으로 구성 요소 단자의 코팅에는 절대적으로 순수한 주석이 사용되지 않으며 소량이라도이 문제를 해결할 수있는 불순물이 반드시 추가됩니다. 예를 들어 주석에 비스무트를 조금 첨가하면 주석 전염병을 예방할 수 있습니다. 주석의 결정 격자에 있는 비스무트 원자는 재배열을 방해하고 백색 주석은 금속으로 남아 저온에서도 분해되지 않는다. 또한 주석과 안티몬, 코발트 및 기타 금속의 합금은 주석 전염병에 대한 치료제가 되었습니다. 동시에 알루미늄과 아연은 반대로 흑사병 형성 과정에 기여한다는 것이 밝혀졌습니다.

일부 제조업체는 저온에서 순수 주석 도금 부품의 저장 수명을 제한합니다. 주석 함량이 높은 땜납을 사용할 때도 주석 전염병 효과를 고려해야 합니다. "주석 전염병"은 -40 ° C 미만의 온도에서만 강력한 영향을 미치기 때문에 (거의 0도에 가까운 온도에서 변형 과정이 수년이 걸립니다) 무연 구성 요소에 대한 영향은 현재 제대로 연구되지 않았습니다.

결론

이러한 성공에도 불구하고 우리가 주석 위스커 형성의 기본과 성장 과정을 완전히 이해하지 못한다는 것은 여전히 ​​분명합니다. 콧수염 성장을 예측하고 예측하는 정량적 모델은 없습니다. iNEMI 주석 수염 사용자 그룹은 주석 필름의 압축 응력을 줄여 수염 형성을 방지하기 위한 지침과 지침을 개발했습니다. 이러한 모든 권장 사항은 경험적 증거를 기반으로 합니다. 그리고 오늘날 주석 페스트를 예방할 수 있는 입증된 방법이 있다면 주석 적용 과정 후에 수염이 완전히 없다고 보장하는 것은 아직 불가능합니다.

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