Proses mematri (soldering dan brazing) merupakan salah satu pilar fundamental dalam industri manufaktur modern, mulai dari papan sirkuit mikro yang rumit hingga sistem perpipaan bertekanan tinggi. Mematri adalah metode penyambungan dua atau lebih material logam dengan melelehkan logam pengisi (filler metal) yang memiliki titik leleh jauh di bawah titik leleh material dasar yang akan disambungkan. Kunci utama dari teknik ini adalah kemampuan logam pengisi untuk membasahi (wetting) permukaan material dasar dan ditarik masuk ke dalam celah sambungan melalui aksi kapiler (capillary action).
Pemahaman mendalam tentang prinsip-prinsip fisika, metalurgi, dan kimia di balik mematri bukan sekadar keterampilan teknis, melainkan sebuah ilmu yang memastikan integritas struktural dan konduktivitas listrik pada sambungan yang dihasilkan. Artikel ini akan mengupas tuntas segala aspek mematri, memisahkan perlakuan antara solder lunak (soft soldering) yang dominan dalam elektronika dan solder keras (brazing) yang vital dalam aplikasi mekanik dan struktural.
Meskipun sering disamakan dengan pengelasan (welding), mematri memiliki perbedaan mendasar. Dalam pengelasan, material dasar dilelehkan dan dicampur. Sebaliknya, dalam proses mematri, material dasar (parent metal) tetap berada dalam keadaan padat. Hanya logam pengisi (filler metal) yang dilelehkan.
Solder lunak umumnya digunakan ketika suhu pengoperasian rendah dan kekuatan mekanis sambungan bukanlah persyaratan utama. Solder lunak didefinisikan sebagai proses mematri yang menggunakan logam pengisi dengan titik leleh di bawah 450°C. Aplikasi utamanya adalah dalam industri elektronik, perhiasan non-struktural, dan beberapa sambungan pipa bertekanan rendah.
Solder keras, atau brazing, menggunakan logam pengisi yang meleleh pada suhu di atas 450°C. Brazing menghasilkan sambungan yang jauh lebih kuat dan mampu menahan suhu operasional yang lebih tinggi, sehingga sangat cocok untuk aplikasi kritis seperti sistem HVAC (Pemanas, Ventilasi, dan Pendingin Udara), pipa hidrolik, dan struktur permesinan. Proses brazing memerlukan sumber panas yang lebih intens, seringkali menggunakan obor (torch) oksigen-asetilen atau tungku.
Banyak paduan mematri dirancang untuk meleleh pada titik eutektik, yaitu suhu terendah di mana paduan logam pengisi dapat berubah dari padat menjadi cair secara instan. Titik eutektik ini memastikan transisi fase yang cepat dan memungkinkan logam pengisi mengalir dengan optimal sebelum material dasar mengalami perubahan struktur kristal akibat panas berlebihan. Contoh klasik adalah paduan Sn63/Pb37 (63% Timah, 37% Timbal) yang meleleh tepat pada 183°C.
Kesuksesan dalam mematri bergantung pada pemahaman empat fenomena utama: pembersihan permukaan, pembasahan, aksi kapiler, dan pembentukan paduan (intermetallic). Mengabaikan salah satu faktor ini akan menghasilkan sambungan yang gagal, sering disebut "sambungan dingin" (cold joint).
Pembasahan adalah kemampuan logam cair pengisi untuk menyebar dan menempel pada permukaan material dasar. Agar pembasahan sempurna terjadi, energi permukaan (surface energy) logam pengisi harus lebih rendah daripada energi permukaan material dasar. Pembasahan yang buruk menghasilkan "beading" atau penumpukan logam pengisi yang berbentuk bulat dan gagal berinteraksi dengan logam dasar.
Alt Text: Ilustrasi yang membandingkan pembasahan yang baik (solder menyebar datar) dan pembasahan yang buruk (solder membentuk bola pada permukaan logam).
Setelah pembasahan terjadi, logam pengisi cair ditarik ke dalam celah sempit antara dua material dasar. Fenomena ini disebut aksi kapiler. Aksi kapiler adalah mekanisme utama yang memastikan logam pengisi mengisi seluruh ruang sambungan, bukan hanya bagian luarnya.
Efisiensi aksi kapiler sangat bergantung pada jarak (clearance) antara material dasar. Untuk solder lunak, celah ideal biasanya berkisar antara 0.05 mm hingga 0.15 mm. Untuk brazing, celah bisa sedikit lebih besar tetapi tetap harus sangat sempit (misalnya 0.1 mm hingga 0.5 mm). Jika celah terlalu lebar, tegangan permukaan tidak cukup kuat untuk menarik logam pengisi, menyebabkan sambungan yang tidak terisi penuh.
Ikatan permanen yang kuat dalam mematri tidak hanya berasal dari daya rekat sederhana (adhesion). Kekuatan sebenarnya berasal dari pembentukan lapisan paduan antara logam pengisi dan logam dasar. Lapisan ini disebut senyawa intermetalik.
Dalam solder elektronik berbasis timah, senyawa intermetalik yang terbentuk adalah lapisan timah-tembaga (Cu-Sn). Lapisan ini sangat tipis—idealnya hanya beberapa mikrometer. Jika lapisan intermetalik terlalu tebal (akibat pemanasan berlebihan atau waktu pemanasan yang terlalu lama), lapisan tersebut menjadi rapuh dan dapat menyebabkan sambungan mudah retak, sebuah fenomena yang sangat penting dalam keandalan jangka panjang perangkat elektronik.
Pemilihan logam pengisi adalah langkah paling krusial dalam mematri, karena menentukan kekuatan, konduktivitas, ketahanan korosi, dan suhu operasi sambungan.
Paduan Sn-Pb telah menjadi standar industri selama puluhan tahun, terutama Sn63/Pb37. Keunggulannya adalah titik leleh eutektik yang rendah (183°C) dan kemampuan basah yang sangat baik. Namun, karena kekhawatiran lingkungan dan kesehatan terkait timbal, penggunaannya kini sangat dibatasi oleh regulasi seperti RoHS (Restriction of Hazardous Substances).
Paduan bebas timbal, khususnya paduan Sn-Ag-Cu (SAC), telah menggantikan Sn-Pb. Paduan SAC memiliki titik leleh yang lebih tinggi (sekitar 217°C hingga 227°C), yang menuntut suhu pemanasan yang lebih tinggi pada stasiun solder. Meskipun lebih aman secara lingkungan, paduan bebas timbal seringkali menghadirkan tantangan teknis, seperti pembasahan yang sedikit lebih sulit dan risiko pembentukan “whiskers” (pertumbuhan kristal timah yang dapat menyebabkan korsleting) dalam kondisi tertentu.
Logam pengisi brazing umumnya dibagi berdasarkan komponen utamanya, yang sering kali memberikan kekuatan sambungan hingga 60.000 psi atau lebih.
Paduan perak (Ag) adalah yang paling serbaguna. Mereka dapat digunakan untuk menyambung baja, tembaga, kuningan, nikel, dan perak. Titik lelehnya berkisar antara 600°C hingga 850°C. Paduan ini memiliki aliran yang sangat baik dan menghasilkan sambungan berkekuatan tinggi dengan konduktivitas listrik dan termal yang baik. Paduan Ag-Cu-Zn sering digunakan dalam industri perhiasan, sementara Ag-Cu-P digunakan untuk menyambung tembaga tanpa fluks (self-fluxing) dalam aplikasi HVAC.
Paduan ini digunakan hampir secara eksklusif untuk mematri tembaga ke tembaga (misalnya, dalam sistem pendingin udara dan pipa air panas). Keunggulan utamanya adalah sifat self-fluxing-nya saat mematri tembaga, menghilangkan kebutuhan fluks terpisah, yang sangat menyederhanakan proses. Namun, paduan ini tidak disarankan untuk digunakan pada baja atau nikel karena dapat membentuk senyawa rapuh.
Digunakan untuk aplikasi suhu tinggi dan korosi ekstrem, seperti komponen mesin jet dan penukar panas. Paduan nikel memerlukan pematrian dalam tungku vakum atau atmosfer terkontrol untuk mencegah oksidasi material dasar dan pengisi pada suhu tinggi (sekitar 950°C hingga 1150°C).
Fluks adalah agen kimia yang keberadaannya mutlak dalam hampir semua proses mematri. Fungsi fluks adalah dua kali lipat: membersihkan dan melindungi.
Ketika logam dipanaskan, ia bereaksi dengan oksigen di udara membentuk lapisan oksida keras di permukaannya. Lapisan oksida ini mencegah pembasahan oleh logam pengisi. Fluks, ketika dipanaskan, menjadi aktif dan secara kimiawi melarutkan oksida-oksida tersebut, menghasilkan permukaan logam yang murni (virgin metal) untuk diikat oleh solder.
Fluks cair juga membentuk lapisan pelindung di atas area sambungan. Lapisan ini mencegah permukaan yang baru dibersihkan terpapar kembali ke atmosfer oksigen pada suhu tinggi, sehingga mencegah pembentukan oksida baru selama proses mematri berlangsung.
Dalam elektronika, fluks diklasifikasikan berdasarkan tingkat keaktifannya, yang menentukan potensi korosi yang ditimbulkannya.
Fluks untuk brazing harus mampu beroperasi pada suhu yang jauh lebih tinggi (hingga 1100°C) tanpa menguap terlalu cepat. Fluks brazing umumnya berbasis boraks, borat, dan fluorida. Mereka tersedia dalam bentuk pasta, bubuk, atau lapisan yang sudah diaplikasikan pada batang pengisi.
Salah satu tantangan terbesar fluks brazing adalah pencucian residu. Residu fluks brazing sangat keras, bersifat gelas, dan memerlukan perendaman dalam asam atau pembersihan mekanis yang agresif.
Peralatan yang digunakan sangat bervariasi tergantung apakah kita melakukan solder lunak (elektronika) atau solder keras (brazing).
Stasiun solder modern sangat penting karena memungkinkan kontrol suhu yang tepat. Dalam era solder bebas timbal (SAC), di mana variasi suhu 5-10°C dapat menentukan keberhasilan atau kegagalan, presisi termal adalah wajib. Stasiun yang baik harus memiliki kemampuan pemulihan suhu (thermal recovery) yang cepat, memastikan ujung solder tetap panas saat menyentuh komponen.
Ujung solder adalah antarmuka antara pemanas dan pekerjaan. Mereka terbuat dari tembaga yang dilapisi besi untuk mencegah erosi oleh timah. Berbagai bentuk ujung digunakan, seperti pahat (chisel) untuk transfer panas maksimal, runcing (conical) untuk pekerjaan halus, atau bevel untuk membersihkan bantalan besar.
Alt Text: Diagram menunjukkan ujung solder memanaskan papan sirkuit, dengan logam pengisi mengalir menuju sambungan, menggambarkan proses mematri elektronik.
Pembersihan yang tepat menjamin umur panjang ujung solder dan kualitas sambungan. Spons basah dapat menurunkan suhu ujung secara drastis (thermal shock), oleh karena itu, pembersih kuningan (brass wool) atau pembersih kimia (tip tinner) lebih disukai untuk membersihkan oksida dan residu fluks.
Sumber panas utama untuk brazing adalah obor yang menghasilkan api dengan suhu sangat tinggi. Pilihan obor bergantung pada jenis material dan ketebalan:
Untuk produksi massal atau komponen presisi tinggi, brazing sering dilakukan dalam tungku. Pemanasan tungku menawarkan kontrol suhu yang seragam, yang mengurangi stres termal pada material. Pemanasan induksi (menggunakan medan elektromagnetik) menawarkan pemanasan yang sangat cepat dan terlokalisasi, ideal untuk otomasi.
Mematri adalah proses yang berurutan. Kesalahan pada tahap awal (persiapan) tidak dapat diperbaiki pada tahap akhir (pengisian). Prosedur yang benar harus selalu diikuti, baik untuk solder lunak maupun keras.
Ini adalah tahap yang paling sering diabaikan dan merupakan penyebab utama kegagalan sambungan. Persiapan permukaan melibatkan pembersihan mekanis dan kimiawi.
Fluks harus diaplikasikan secara merata ke seluruh permukaan yang akan disambung segera setelah pembersihan, sebelum terjadi re-oksidasi. Untuk brazing, fluks seringkali diaplikasikan pada kedua permukaan dan batang pengisi.
Proses pemanasan harus seragam dan bertahap. Logam dasar harus mencapai suhu yang cukup untuk mengaktifkan fluks dan kemudian mencapai suhu likuidus (leleh) logam pengisi. Panas yang diterapkan harus selalu diarahkan ke material dasar, bukan langsung ke logam pengisi.
Prinsip utama: Logam pengisi akan selalu mengalir ke area yang paling panas. Dengan memanaskan sambungan secara merata, kita memastikan bahwa ketika logam pengisi diaplikasikan, ia akan ditarik ke seluruh celah sambungan oleh aksi kapiler dan gradien suhu.
Jika material yang disambung memiliki massa termal (thermal mass) yang berbeda (misalnya, pipa tebal disambung ke flensa tipis), operator harus fokus memanaskan komponen yang lebih tebal untuk memastikan kedua sisi mencapai suhu mematri secara bersamaan. Jika tidak, logam pengisi akan meleleh dan mengalir hanya ke sisi yang lebih panas, menghasilkan sambungan yang lemah di sisi yang dingin.
Logam pengisi hanya boleh diaplikasikan ketika material dasar telah mencapai suhu yang tepat. Dalam solder elektronik, ini berarti menyentuhkan solder ke ujung pin yang panas. Dalam brazing, ini berarti menyentuhkan batang pengisi ke mulut celah sambungan, di mana panas material dasar akan melelehkannya.
Jangan pernah melelehkan batang pengisi dengan sumber panas (obor) secara langsung, karena ini akan menyebabkan fluks terbakar habis sebelum logam pengisi sempat mengalir, dan pembasahan tidak akan terjadi.
Setelah pendinginan, fluks harus dibersihkan, terutama jika fluks yang digunakan bersifat aktif atau korosif. Residu fluks dapat menyebabkan korosi jangka panjang atau, dalam elektronika, menyebabkan kebocoran arus.
Teknik mematri bervariasi secara signifikan antara aplikasi, terutama antara dunia elektronik dan dunia mekanik/struktural.
Teknik tradisional di mana kaki komponen dilewatkan melalui lubang pada PCB. Teknik ini membutuhkan penyolderan manual yang terkontrol. Operator harus memastikan pemanasan yang cukup pada bantalan tembaga dan kaki komponen, menciptakan bentuk fillet (meniskus) yang mulus dan cekung di kedua sisi PCB.
Dalam SMT, komponen diletakkan di permukaan. Proses mematri massal dilakukan dengan:
Brazing adalah standar untuk menyambung pipa tembaga dalam sistem AC dan pendingin. Logam pengisi berbasis perak-tembaga-fosfor (Cu-P atau Ag-Cu-P) sering digunakan. Keandalan sambungan sangat penting karena sistem ini beroperasi di bawah tekanan tinggi dan suhu ekstrem.
Penting untuk melakukan pengaliran gas inert (purging) nitrogen melalui pipa selama brazing. Nitrogen menggantikan oksigen di dalam pipa, mencegah terbentuknya oksida tembaga di bagian dalam pipa, yang jika terlepas dapat menyumbat katup dan kompresor dalam sistem HVAC.
Mematri perak dan emas (sering disebut 'hard soldering' dalam konteks ini) memungkinkan perajin perhiasan menyambungkan bagian-bagian kecil tanpa mengubah bentuk atau karakteristik material dasar. Fluks dan logam pengisi harus dipilih agar warnanya cocok dengan logam mulia dasar.
Meskipun proses mematri terlihat sederhana, banyak sambungan gagal karena kurangnya perhatian terhadap detail metalurgi. Mengidentifikasi cacat adalah kunci untuk meningkatkan kualitas.
Terjadi ketika pemanasan tidak memadai. Logam pengisi meleleh tetapi tidak mencapai suhu yang cukup untuk membentuk lapisan intermetalik yang kuat atau untuk membasahi material dasar dengan sempurna. Sambungan dingin terlihat kusam, berkerikil, dan memiliki permukaan yang kasar. Kegagalan ini memiliki kekuatan mekanis yang sangat rendah dan konduktivitas listrik yang buruk.
Pemanasan berlebihan menyebabkan pembentukan lapisan intermetalik yang terlalu tebal, membuat sambungan menjadi rapuh. Dalam elektronika, panas berlebihan dapat merusak komponen sensitif atau menyebabkan delaminasi PCB. Dalam brazing, panas berlebihan dapat membakar fluks, menyebabkan oksidasi kembali, atau bahkan melelehkan material dasar.
Dalam elektronika, ini adalah kondisi di mana solder secara tidak sengaja menghubungkan dua bantalan atau jejak yang seharusnya terpisah, menyebabkan korsleting. Ini biasanya akibat penggunaan pasta solder yang terlalu banyak atau penempatan komponen yang tidak tepat selama reflow.
De-wetting terjadi ketika logam pengisi berhasil membasahi permukaan, tetapi kemudian menarik diri (retreats), meninggalkan lapisan tipis logam pengisi yang tidak seragam. Ini sering disebabkan oleh kontaminasi permukaan yang tidak sepenuhnya dihilangkan oleh fluks, seperti lapisan oksida tebal atau zat organik yang tidak terlihat.
Terjadi ketika aksi kapiler terhambat, meninggalkan ruang kosong (void) di dalam sambungan. Voids mengurangi kekuatan sambungan struktural dan merupakan masalah serius dalam brazing pipa bertekanan. Penyebabnya adalah celah sambungan yang terlalu lebar atau fluks yang tidak diaktifkan dengan benar.
Proses mematri melibatkan suhu tinggi, zat kimia aktif (fluks), dan potensi paparan terhadap logam berbahaya. Keselamatan kerja adalah wajib.
Meskipun penggunaan timbal (Pb) telah menurun, paparan asap timbal tetap menjadi risiko jika menggunakan paduan Sn-Pb. Bahkan fluks bebas timbal dapat menghasilkan asap yang mengandung aldehida dan asam, yang dapat menyebabkan iritasi pernapasan dan asma kerja.
Ventilasi: Sistem ekstraksi asap yang kuat (fume extraction) harus dipasang dekat dengan titik mematri. Ini adalah perlengkapan keselamatan yang paling penting.
Obor brazing menghasilkan panas ekstrem dan radiasi inframerah yang intens. Alat Pelindung Diri (APD) harus mencakup:
Fluks, terutama yang bersifat asam kuat, harus ditangani dengan sarung tangan dan pelindung mata. Pembuangan residu fluks harus sesuai dengan regulasi lingkungan setempat, terutama residu fluks anorganik.
Industri mematri terus berkembang, didorong oleh kebutuhan akan miniaturisasi, efisiensi energi, dan kepatuhan lingkungan. Transisi ke solder bebas timbal telah mendorong inovasi dalam peralatan dan proses.
Untuk meminimalkan oksidasi dan meningkatkan kualitas sambungan, proses reflow kini semakin sering dilakukan dalam lingkungan nitrogen murni. Nitrogen menggantikan oksigen, memungkinkan fluks yang kurang aktif digunakan dan menghasilkan pembasahan yang superior.
Sistem mematri robotik presisi tinggi digunakan untuk perakitan komponen yang sangat kecil (mikro-mematri). Robot menjamin konsistensi jumlah solder, waktu pemanasan, dan suhu, yang sangat penting untuk memastikan keandalan pada tingkat nano atau mikro.
Teknologi jetting (menyuntikkan) pasta solder menawarkan presisi ekstrim, menggantikan metode stensil tradisional. Ini memungkinkan aplikasi pasta solder pada bantalan yang sangat kecil dan kompleks, mempercepat proses dan mengurangi pemborosan material.
Proses mematri, baik dalam bentuk solder lunak yang presisi untuk perangkat elektronik canggih maupun brazing berkekuatan tinggi untuk komponen aeroangkasa, tetap menjadi keahlian yang tak tergantikan. Keberhasilan dalam mematri adalah perpaduan antara ilmu metalurgi yang ketat, kontrol proses yang cermat, dan penggunaan bahan kimia yang tepat. Dengan terus menghormati empat pilar utama—pembersihan, fluks, pemanasan, dan pengisi—kualitas sambungan struktural dan listrik dapat dijamin dalam jangka waktu operasional yang sangat panjang.
Untuk mencapai pemahaman yang benar-benar komprehensif tentang mematri, kita harus menyelam lebih dalam ke struktur metalurgi yang terbentuk di perbatasan antara logam pengisi dan logam dasar. Sambungan mematri bukan sekadar "lem" logam; ia adalah pembentukan paduan baru. Lapisan intermetalik (IMC - Intermetallic Compound) adalah kunci kekuatan, tetapi juga sumber potensial kerapuhan.
Ketika logam pengisi cair (misalnya Sn) bersentuhan dengan logam dasar padat (misalnya Cu), atom-atom dari kedua material mulai berdifusi melintasi antarmuka. Difusi ini, didorong oleh panas, menghasilkan fase kimia stoikiometri yang berbeda dari logam murni. Dalam sistem Sn-Cu, dua IMC utama yang terbentuk adalah Cu6Sn5 dan Cu3Sn. Lapisan Cu6Sn5 terbentuk paling dekat dengan solder, sementara Cu3Sn terbentuk di perbatasan dengan tembaga.
Laju pertumbuhan IMC bergantung secara eksponensial pada suhu dan waktu. Dalam industri elektronik, tujuan utamanya adalah mengontrol pertumbuhan ini. Pemanasan yang terlalu singkat tidak memberikan waktu yang cukup untuk IMC terbentuk, menghasilkan sambungan yang hanya bergantung pada daya rekat (adhesion) lemah. Sebaliknya, pemanasan berlebihan menyebabkan pertumbuhan IMC yang cepat, menghasilkan struktur kristal yang rapuh dan mudah retak saat terkena stres mekanis atau termal (seperti siklus suhu).
Bahkan setelah pendinginan, IMC terus tumbuh perlahan-lahan seiring waktu, terutama jika sambungan beroperasi pada suhu tinggi (penuaan termal). Proses penuaan ini dapat menyebabkan peningkatan resistensi listrik dan penurunan kekuatan mekanis, sebuah pertimbangan kritis dalam aplikasi luar angkasa atau militer di mana perangkat harus beroperasi tanpa kegagalan selama puluhan tahun.
Dalam solder bebas timbal (SAC), manajemen pertumbuhan IMC menjadi lebih kompleks. Titik leleh yang lebih tinggi memerlukan suhu pemrosesan yang lebih tinggi, yang pada gilirannya mempercepat pertumbuhan IMC. Peneliti terus berupaya mengembangkan paduan bebas timbal baru yang dapat menekan laju pertumbuhan IMC tanpa mengorbankan sifat basah.
Brazing menuntut manajemen termal yang jauh lebih ketat daripada solder lunak karena suhu yang lebih tinggi. Distribusi panas yang tidak merata dapat menyebabkan stres sisa yang parah dan kegagalan prematur.
Ketika dua logam yang berbeda disambung (misalnya, baja ke tembaga), mereka memiliki koefisien ekspansi termal (CTE) yang berbeda. Selama proses pendinginan dari suhu brazing, logam-logam ini menyusut pada laju yang berbeda, menciptakan stres mekanis internal pada lapisan sambungan. Jika perbedaan CTE terlalu besar atau pendinginan terlalu cepat, stres ini dapat melebihi kekuatan sambungan dan menyebabkan retak, bahkan sebelum komponen digunakan.
Untuk mengatasi masalah ini, bahan pengisi sering dipilih tidak hanya berdasarkan titik leleh tetapi juga berdasarkan sifat elastisitasnya. Kadang-kadang, paduan khusus digunakan sebagai "buffer" di antara dua logam dengan perbedaan CTE yang besar.
Dalam brazing, banyak paduan pengisi tidak eutektik, artinya mereka memiliki rentang leleh (mushy range) antara suhu solidus (mulai meleleh) dan suhu liquidus (sepenuhnya cair). Rentang ini kritis:
Fluks brazing harus beradaptasi dengan suhu tinggi. Kebanyakan fluks berbasis boraks, fluorida, dan klorida. Fungsi mereka sedikit berbeda dari fluks rosin pada solder lunak.
Fluks brazing harus menjadi cair dan aktif pada suhu yang sedikit lebih rendah daripada suhu solidus logam pengisi. Ini memungkinkan fluks untuk membersihkan area sambungan sepenuhnya sebelum logam pengisi mulai mengalir. Jika fluks terlalu lambat aktif, oksidasi akan terjadi, dan logam pengisi tidak akan membasahi permukaan yang kotor.
Sebagian besar fluks brazing standar memiliki suhu aktivitas sekitar 550°C hingga 850°C, yang cocok untuk paduan perak dan tembaga-fosfor.
Mengingat sifat korosif fluks brazing, pembersihan pasca-operasi seringkali melibatkan proses kimia yang disebut pickling, yaitu perendaman sambungan dalam larutan asam ringan untuk melarutkan residu fluks gelas.
Regulasi telah mengubah wajah industri mematri secara permanen, terutama dalam sektor elektronik.
The European Union's Restriction of Hazardous Substances (RoHS) dan Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) secara efektif melarang penggunaan timbal, kadmium, merkuri, dan beberapa zat lain dalam produk elektronik baru. Kepatuhan terhadap RoHS memaksa industri untuk mengadopsi paduan bebas timbal, seperti SAC305 (Sn 96.5%, Ag 3.0%, Cu 0.5%).
Transisi ini menimbulkan tantangan besar, termasuk:
Dalam brazing, paduan berbasis perak yang mengandung kadmium pernah umum karena kadmium meningkatkan sifat aliran (flowability). Namun, karena kadmium sangat beracun, paduan bebas kadmium sekarang menjadi standar. Demikian pula, paparan nikel dalam paduan brazing nikel harus dikelola dengan ketat.
Sebuah sambungan mematri harus divalidasi untuk memastikan ia memenuhi persyaratan struktural, konduktivitas, dan ketahanan korosi yang ditentukan.
Pengujian ini digunakan untuk mengevaluasi kualitas tanpa merusak sambungan.
Digunakan untuk memvalidasi desain dan proses awal.
Dalam manufaktur dan perbaikan, kemampuan untuk melepas dan memasang kembali sambungan yang rusak atau komponen yang cacat adalah keterampilan penting dalam mematri.
Pekerjaan ulang komponen elektronik memerlukan kontrol panas yang sangat tepat untuk menghindari kerusakan komponen di sekitarnya. Peralatan yang umum digunakan meliputi:
Kunci keberhasilan pengerjaan ulang adalah memastikan semua solder lama, terutama residu fluks yang teroksidasi, dihilangkan sebelum menerapkan logam pengisi dan fluks segar.
Memperbaiki sambungan brazing seringkali lebih sulit karena logam pengisi harus dicairkan pada suhu yang sangat tinggi, meningkatkan risiko kerusakan pada material dasar.
Prosedur umum melibatkan pemanasan sambungan hingga suhu yang memungkinkan batang pengisi meleleh dan ditarik kembali. Area tersebut kemudian dibersihkan secara mekanis dan fluks baru diaplikasikan sebelum brazing ulang dilakukan. Karena sifat invasif perbaikan brazing, seringkali lebih disukai untuk memotong bagian yang cacat dan menyambungkan ulang dengan material baru.
Mematri, dalam semua manifestasinya, adalah teknologi penyambungan yang menawarkan integritas hermetik, konduktivitas listrik yang superior, dan kekuatan mekanis yang memadai tanpa merusak struktur internal material dasar. Dari revolusi microchip hingga keandalan sistem pendingin industri, pemahaman tentang bagaimana atom berdifusi dan bagaimana fluks bekerja pada tingkat molekuler adalah esensi dari ilmu ini.
Penguasaan mematri bukan hanya tentang memegang alat dengan benar, tetapi tentang mengendalikan lingkungan termal dan kimiawi pada antarmuka dua material, sebuah proses yang membutuhkan kesabaran, presisi, dan apresiasi mendalam terhadap hukum-hukum termodinamika dan metalurgi. Seiring teknologi maju, tuntutan pada kualitas sambungan akan terus meningkat, memastikan bahwa seni dan ilmu mematri akan tetap relevan dan menantang bagi para insinyur dan teknisi di seluruh dunia.