Sn-Bi lehım pastasına epoksi polimer ilavesinin etkisi

Ötektik kalay-bizmut (58Bi42Sn) alaşımı, düşük erime sıcaklıkları, iyi ıslanabilirliği ve düşük termal genleşme katsayıları nedeniyle düşük sıcaklıkta lehimlemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Sn-Bi lehim pastası ile elde edilen yapı, iyi bir lehim bağlantısı sağlamayan Bi fazının kırılganlığından dolayı düşük mukavemete sahiptir. Bu durum Sn-Bi lehim pastasının kullanım alanlarını sınırlamaktadır. Bu çalışmada bu dezavantajı ortadan kaldırmak amacıyla Sn-Bi lehim pastasına epoksi reçine ilave edilerek yeni bir lehim pastası elde edilmiştir. Bu lehim pastasının erime özelliklerini ve epoksi sisteminin sertleşme reaksiyonunu diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) ile ölçerek yeniden akış profilini elde ettik. Bu sayede lehim pastasının optimum sıcaklıklar kullanılarak lehimlenmesi sağlandı. Bu yeni lehim pastası temas açısı, yayılma alanı ve düşme testlerine tabi tutuldu. Sonuçlar, epoksi reçine içeriği optimum aralıkta olduğunda lehimin mekanik özelliklerinin daha iyi olduğunu ve Sn-Bi lehim pastasına kıyasla daha iyi temas açısıyla yayılma alanında önemli bir iyileşme görüldüğünü gösterdi. Yapılan çalışmada epoksi ilavesi ile yapılan lehimlerin düşme testlerinde normal lehimlere göre çok daha dayanıklı olduğu gözlemlendi. İdeal olduğu düşünülen ağırlıkça %5 epoksi katkısı bulunan lehimin epoksi katkısı bulunmayan lehime göre 2.6 kat daha dayanıklı olduğu gözlemlendi. Bu sebeple uzaya gönderilen araçlar veya yüksek titreşime maruz kalacak yapılarda epoksi ilaveli lehimlerin kullanılması lehim dayanımı açısından önemli bir avantaj sağlayacaktır. Ayrıca Sn-Bi lehim pastasının dış yüzeyinin epoksi polimer ile kaplanması aynı zamanda dış etkenlere karşı koruyucu bir kalkan görevi de görmektedir. Epoksinin farklı yüzeylere tutunabilme özelliği sayesinde lehim pastasının farklı yüzeylerde lehimlenmesini sağlar.