Juottaminen
Wikipedia
Juottamisella tarkoitetaan metallien liittämistä toisiinsa käyttäen liitoksessa metallia tai metalliseosta, jonka sulamispiste on alhaisempi kuin liitettävien materiaalien. Suosittuja juotosaineita ovat muun muassa sinkki ja tina. Hitsaamisessa puolestaan sulavat myös liitettävät metallit.
[muokkaa] Elektroniikka
Elektroniikan valmistuksessa juottamisella tarkoitetaan metallisten pintojen liittämistä toisiinsa sulalla yleensä tinapitoisella metalliseoksella, jota kutsutaan juotostinaksi. Tätä juottamista kutsutaan yleensä myös pehmeä- tai pehmytjuottamiseksi erotuksena kovajuottamisesta, jota käytetään mm. putkitöissä. Juotosliitoksen pääasiallinen tarkoitus on liittää pinnat sähköisesti toisiinsa. Juotettaessa juotettavien pintojen, esim. kupari(Cu), hopea(Ag) tai nikkeli(Ni) materiaalit eivät sula, vaan liukenevat hieman tinapitoiseen juotemetalliseokseen, muodostaen kiteytyessään varsinaisen juotosliitoksen. Juotosliitos on mikrorakenteeltaan ja sähkönjohtokyvyltään erilainen kuin itse juoteseos tai liitettävien pintojen metallit. Juottaessa tarvitaan juotosapuaineina juoksutteita ns. flukseja, joiden tehtävänä on mm. siirtää lämpöä juotettaville pinnoille, pelkistää epämetallisia yhdisteitä(metallioksideja) sekä suojata uudelleen hapettumiselta, alentaa sulan metallin pintajännitystä, siten edistää juotteen tasaista leviämistä. Juottumista edistää myös juotettavien pintojen pinnoittaminen hyvin juottuvalla materiaalilla, kuten esim. tinalla(Sn), kullalla(Au), hopealla(Ag) tai orgaanisilla suojapinnoitteilla. Useimmat elektroniikassa käytetyt juotemetalliseokset ovat sulamislämmöltään matalia, sillä elektroniikkakomponenttien kotelomateriaalit ja niiden rakenteet eivät kestä juurikaan korkempia lämpötiloja kuin 260 C. Tyypillisin juoteseos on ollut tina-lyijy(SnPb), jossa niiden keskinäinen suhde vaihtelee käyttökohteesta riippuen. Yleisin käytetty koostumus on tinaa 63 painoprosenttia ja lyijyä 37 painoprosenttia, eutektisen seossuhteen ollessa tarkasti Sn61,9 Pb38,1. 1.7.2006 alkaen EU-maissa on rajoitettu tiettyjen haitallisten aineiden käyttöä sähkö- ja elektroniikkalaitteissa(RoHS-direktiivi). Tämän lainsäädännön vaikutuksesta kulutuselektroniikan juotemateriaaleista on poistunut lyijy. Tina-lyijyn korvaajaksi on tullut useita eri vaihtoehtoja, joista Sn96,5-Ag3-Cu0,5 on yleisin.
[muokkaa] Putkistot
Putkitöissä juottamisella on ollut keskeinen osa kupariputkien liitoksissa, vaikka nykyisin niin kutsutut helmiliitokset ovatkin yleistyneet. Juotosliitokset ovat kuitenkin vielä yleisiä, sillä ne ovat edullisempia kuin helmiliitokset. Lisäksi joissakin maissa asetukset sallivat tarkistetun juotosliitoksen jättämisen rakenteen sisään piiloon, kun taas helmiliitoksen suhteen tämä on kielletty. Kupariputkien liittämiseen hopeaa sisältävällä juotteella tarvittava lämpötila on noin 650–800°C. Kun kupariosat on lämmitetty esimerkiksi kaasupolttimella lievästi punertaviksi, tuodaan liitokseen noin putken halkaisijan verran juotetta. Juote kulkeutuu kapillaari-ilmiön ansiosta tasaisesti liitokseen. Joskus tätä liitostapaa kutsutaankin kapillaarijuottamiseksi.
[muokkaa] Työturvallisuus
Kaikkeen juottamiseen kuuluu kaksi perusriskiä. Korkeiden lämpötilojen vuoksi on palovammojen ja tulipalojen vaara. Toisaalta kuumista lisäaineista syntyvät höyryt voivat olla myrkyllisiä. Automatisoidussa juottamisessa tarvittavat kemikaalit lisäävät omat vaaratekijänsä.
