Запояваща майка: екологични алтернативи? 

Чувате спойка майка и може да си представите конкретна паста или флюсова сърцевина. Истината е, че това е малко индустриален жаргон, който стана размит. Често се отнася до основната спояваща сплав или основния флюс в пастата – майчината смес, от която е изградено всичко останало. Истинският тласък сега не е само за самата сплав, а за цялата система: можем ли да премахнем неприятните неща, без да убием производителността на линията? Виждал съм твърде много инженери да преследват зелен лист с данни, само за да бъдат убити от анулиране или надгробна плоча по-късно.

Пъзелът от сплав: Отвъд съдържанието на олово

Очевидно SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) стана безоловната майка по подразбиране. Но ако го наречем екологичен, спираме до водещото съдържание. Отпечатъкът при добива на сребро е брутален, а високите температури на обработка (типични 240-260°C) изгарят повече енергия. Тествахме някои сплави с ниско съдържание на сребро и дори без сребро, като системи Sn-Cu-Ni-Ge. уловката? Намокрянето става по-бавно. На плътна дъска с OSP покритие може да се нуждаете от по-агресивен флюс, за да компенсирате, което след това разваля зеления профил на целия основен материал на спойка. Това е акт на балансиране.

Един проект с клиент, който произвежда индустриални сензори, насочени към пълно безхалогенно съдържание и ниско съдържание на сребро. Използвахме сплав Sn-Cu-Bi. Работи добре при преформатиране, но по време на селективно запояване на съединители с проходни отвори, спойка майка сплавта показа лошо запълване на дупки. Разликата в топлинната маса изсмуква топлината, оставяйки ни със студени стави. Трябваше да променим температурата на вълновата гърне и флюсовия спрей, което увеличи използването на азот. Толкова за намаляването на въглеродния отпечатък. Вкъщи? Алтернативната сплав измести тежестта върху околната среда, вместо да я елиминира.

След това има калай мустаци. При сплавите с високо съдържание на калай смекчаването често означава конформни покрития или запълване – повече химикали, повече стъпки на процеса. Екологичен спойка майка не трябва просто да премества проблема надолу по веригата. Аз клоня към сплави с незначителни добавки като никел или манган, които потискат растежа на мустаците по същество, дори и да добавят малка цена. Това е изглед на жизнения цикъл.

Flux: Мръсната тайна на No-Clean

Това е мястото, където най-много се злоупотребява с екологичния етикет. Флюс без почистване е благоприятен само ако наистина оставя доброкачествени остатъци. Много от тях все още съдържат активатори, които стават корозивни при влага. Извадих дъски от полеви връщания с дендритен растеж, защото остатъкът от зеления поток абсорбира влагата. Истинската промяна е към потоци на био основа или органични киселини, получени от неща като царевица или соя. Страничните продукти от тяхното разлагане са по-малко токсични.

Но производителността е крал. Флюс на основата на соя, който изпробвахме, имаше страхотно намокряне върху свежи подложки ENIG. Въпреки това, на дъски с дори леки проблеми с окисляването или съхранението, той се разпадна. Прозорецът за активиране беше твърде тесен. В крайна сметка го смесихме със синтетичен активатор, за да постигнем правилния баланс. Не е напълно естествено, но е по-устойчиво от синтетиката с пълна здравина. Понякога една по-малко лоша стъпка напред е единствената практична.

Обработката и съхранението също се променят. Някои от тези органични потоци са чувствителни към UV светлина или имат по-кратък срок на годност. Ако магазинът не е дисциплиниран, материалните отпадъци се увеличават. Сещам се за среден асемблер, нещо подобно Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. в този основен производствен център може да има мащаба, за да управлява стриктно инвентара. Но за по-малък магазин развалянето може да убие съотношението разходи-ползи. The https://www.zitaifasteners.com моделът на ефективна логистика в концентрирана индустриална база подчертава колко критична е стабилността на веригата за доставки за приемането на тези алтернативи.

Пасти и носители: Реологията е всичко

Превозното средство, което държи спойката на прах и флюс, диктува възможността за печат. Много зелени пасти заменят носители на основата на разтворители с водоразтворими. Звучи чудесно. Но водата се изпарява по-бързо, променяйки вискозитета на пастата по време на дълъг печат. Получавате запушване на шаблона или лошо освобождаване. Научихме се да използваме системи със затворена касета и контролирана влажност на линията, което отново добавя енергия.

Разпределението на размера на частиците в спояващия прах също има значение. За печат с фина стъпка се нуждаете от тип 4 или 5 прах (по-малки сфери). Производството на този прах с алтернативни сплави често използва различни пулверизиращи газове. Азотът е често срещан, но някои изследват рециклирането на аргон за намаляване на отпадъците. Това е детайл на процеса, който повечето не виждат, но той се добавя в екологичната книга на финала спойка майка паста.

На ум ми идва неуспешен експеримент. Опитахме паста с нов носител на целулозна основа. Отпечата като сън и премина всички IPC тестове. Но при претопяване отделянето на газове беше непредвидимо. На платки с големи разлики в топлинната маса получихме масивни кухини под QFN. Превозното средство не можеше да освободи летливи вещества гладко през профила. Обратно в лабораторията. Той показа, че имитирането на реологията на доказани системи с нови материали е невероятно трудно.

Промени в процесите: Скритите енергийни разходи

Екологичният спояващ материал не се оценява в буркан. Оценява се в процес, който може да изисква по-високи температури, по-дълги профили или инертна атмосфера. Ако вашата нова безхалогенна паста с биофлюс изисква 10°C по-висока пикова температура или тунел за препълване с азот, за да се предотврати окисляването, вие току-що увеличихте значително консумацията на енергия на модула. Този компромис рядко се изчислява в зелената претенция.

Направихме одит за клиент. Преминаването към първокласна еко-паста намали техните емисии на VOC и разходите за третиране на отпадъци. Но потреблението им на азот се е увеличило с 30%, за да поддържат добива, а потреблението на енергия от пещта им се е повишило с около 8%. Нетната полза за околната среда все още беше положителна, но по-малка, отколкото предполагаше маркетингът. Истинското спойка майка проблемът е пълната интеграция на процеса.

Преработката и ремонтът също стават по-трудни. Някои алтернативни флюсове оставят остатъци, които са по-трудни за отстраняване за ремонт на платката. Ако имате нужда от по-силен разтворител, за да ги почистите, вие се връщате на изходна позиция. Сега препоръчваме съчетаването на специфични пасти за запояване със съвместими, по-малко агресивни почистващи препарати за преработка от самото начало – системен подход.

Снабдяване и жизнеспособност в реалния свят

И накрая, става дума за веригите за доставки. Перфектен лабораторен мащаб спойка майка алтернативата е безполезна, ако не можете да получите 10 000 кг от нея постоянно. Много иновативни материали идват от малки химици, които не могат да мащабират или да осигурят еднаквост от партида към партида. За производител с голям обем надеждността не подлежи на обсъждане.

Ето защо производствените клъстери са от значение. Да бъдеш на място като квартал Yongnian, Хандан, в непосредствена близост до главни транспортни маршрути като железопътната линия Пекин-Гуанджоу и магистрали, не означава само доставка на крепежни елементи. За компания като Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., става въпрос за вграждане в мрежа от доставчици на материали и логистика, която може да поддържа последователно, широкомащабно приемане на нови материали. Ако вашият доставчик на спойки е на един ден път по пътя, можете да управлявате по-икономични инвентаризации и да реагирате по-бързо на промени в процеса.

Преминаването към по-екологични алтернативи не е проста замяна. Това е реинженеринг на концепцията за основата на спойката – сплав, флюс, превозно средство, прах и процесът, в който живеят. Това е объркано, пълно с компромиси и изисква разглеждане на цялата платка, а не само на буркана с паста. Целта не е чистота; това е наистина по-малко въздействие, без да се жертва надеждността, която прави всичко - от крепежни елементи до дънна платка на сървър действително работещо.