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.
Sisällysluettelo |
muokkaa Elektroniikka
Elektroniikan valmistuksessa juottamisella eli juotolla tarkoitetaan metallisten pintojen liittämistä toisiinsa sulalla yleensä tinapitoisella metalliseoksella eli juotteella. Pehmeä- tai pehmytjuottamisessa juotteen sulamislämpötila on alle 450 °C erotuksena kovajuotosta, jossa juote sulaa yli 450 °C:n lämpötilassa. Kovajuottoa käytetään muun muassa putkitöissä. Elektroniikassa juotosliitoksen pääasiallinen tarkoitus on liittää pinnat sähköisesti toisiinsa. Juotettaessa juotettavien pintojen, esimerkiksi kupari (Cu), hopea (Ag) tai nikkeli (Ni) materiaalit eivät sula. Juotosliitos on mikrorakenteeltaan ja sähkönjohtokyvyltään erilainen kuin itse juoteseos tai liitettävien pintojen metallit. Juottaessa tarvitaan juotosapuaineina juoksutteita ns. flukseja, joiden tehtävänä on muun muassa 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 esimerkiksi tinalla (Sn), kullalla (Au), hopealla (Ag) tai orgaanisilla suojapinnoitteilla. Juottumisen hyvyys voidaan nähdä pääsääntöisesti ns. kastumiskulmista, jotka nähdään juotteen ja liitettävän pinnan kulmana.
Useimmat elektroniikassa käytetyt juotemetalliseokset ovat sulamislämpötilaltaan matalia, sillä elektroniikkakomponenttien kotelomateriaalit ja niiden rakenteet eivät kestä juurikaan korkeampia 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 Sn 61,9 Pb 38,1.
1. heinäkuuta 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 ns. SAC-juote. Myös juotteet ilman hopeaa (Ag) ovat osoittautuneet toimiviksi, esimerkiksi aaltojuotosprosessiin soveltuva juoteseos tina-kupari Sn99,3Cu0,7.
Tina-lyijyjuotteen korvaavilta juotteilta on haettu useita ominaisuuksia, joista tärkeimmät ovat eutektisuus, juotosliitoksen lujuus eri rasitusolosuhteissa (lämpöliikunnot, iskut ja viruminen) ja taloudellisuus.
Aaltojuotos on juottamismenetelmä, jota käytetään piirilevyjen juotosautomaatiossa.
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.
