Ultrasonik lehimleme cihazı tasarımı ve ultrasonik yöntemle lehimleme uygulamaları

RoHS direktiflerine göre kurşunsuz lehim alaşımlarına geçiş sürecinin başlamasıyla birlikte kurşunsuz lehim alaşımları geliştirilmeye başlanmıştır. Fakat geliştirilen kurşunsuz lehim alaşımları klasik lehimleme yöntemleri ve cihazlarıyla kullanıldığı zaman lehim noktalarında çeşitli problemler ortaya çıkmıştır. Karşılaşılan bu problemleri ortadan kaldırmak, flaks artıkları ve flaks artıklarını temizlemek için kullanılan kimyasalların lehim noktalarında korozyona sebep olmasından dolayı lehimleme işlemlerinde flaks kullanımını ortadan kaldırmak ve cam, seramik gibi metal olmayan yüzeylere lehimleme yapabilmek için yeni bir lehimleme yöntemi ve lehimleme cihazı geliştirilmesi ihtiyacı doğmuştur. Bu ihtiyaçlar göz önünde bulundurularak, bu tez çalışmasında kurşunsuz lehim alaşımları kullanılarak hatasız lehimleme yapabilen, lehimlenmesi zor metallerin ve cam, seramik gibi metal olmayan yüzeylerin lehimlenmesine olanak sağlayan, flaks kullanımının, ön temizleme ve lehimleme işleminden sonra yapılması gereken temizleme işlemlerinin ortadan kaldırıldığı, çevre dostu ve ekonomik bir yöntem olan ultrasonik lehimleme cihazı tasarımı yapılmıştır. Lehimleme; elektrik hattından gelen düşük frekanslı elektrik enerjisinin yüksek frekanslı elektriksel titreşimlere dönüştürülmesi, yüksek frekanslı elektriksel titreşimlerin mekanik titreşimlere dönüştürülmesi ve mekanik titreşimler ile oluşan sürtünmeden açığa çıkan ısı ile gerçekleştirilir. Tasarımı yapılan cihaz ile kurşunsuz lehim alaşımı kullanılarak, ön temizleme yapılmadan, flaks kullanmadan ve ön ısıtma yapmadan lehimleme işlemleri yapılmıştır. Alüminyum üzerine bakır ve nikel kaplı bakırlar lehim alaşımı kullanmadan ve cam üzerine kalay kaplı bakırlar kurşunsuz lehim alaşımı kullanılarak farklı basınç ve sürelerde lehimlenmiştir. Elde edilen lehim noktalarının mikro yapıları taramalı elektron mikroskobunda incelenmiştir. Böylece geçiş bölgelerinin kalınlıkları tespit edilmiştir. Lehim noktalarının mukavemetlerinin tespit etmek üzere çekme testleri yapılmıştır. Lehim noktalarının mukavemetlerinin uygulanan basınç ve titreşim süresi ile değişimi incelenmiştir.