Lemljena majka: ekološki prihvatljive alternative? 

Čujete lemljenu majku i možete zamisliti određenu pastu ili jezgro fluksa. Istina je da je to malo industrijskog slenga koji je postao nejasan. Često se odnosi na leguru za temeljni lem ili na primarno sredstvo fluksa u pasti - matična mješavina od čega je napravljeno sve ostalo. Pravi poticaj sada nije samo u samoj leguri, već u cijelom sistemu: možemo li ukloniti gadne stvari bez ubijanja performansi na liniji? Vidio sam previše inženjera kako jure za zelenim podacima samo da bi kasnije bili ubijeni poništavanjem ili postavljanjem nadgrobnih spomenika.

Slagalica od legure: više od bez olova

Očigledno, SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) je postao standardna majka bez olova. Ali nazivati ​​ga ekološki prihvatljivim zaustavlja se na olovnom sadržaju. Otisak rudarenja srebra je brutalan, a visoke temperature obrade (tipično 240-260°C) troše više energije. Testirali smo neke legure sa malo srebra, pa čak i bez srebra, poput Sn-Cu-Ni-Ge sistema. Ulov? Vlaženje je sporije. Na gustoj ploči sa OSP završnom obradom, možda će vam trebati agresivniji fluks za kompenzaciju, koji onda zezne zeleni profil cijelog materijala lemnog matičnog materijala. To je balansiranje.

Jedan projekat sa klijentom koji pravi industrijske senzore za potpuno bez halogena i sa malo srebra. Koristili smo leguru Sn-Cu-Bi. Dobro je radio u reflow, ali tokom selektivnog lemljenja konektora kroz rupe, lemljiva majka legura je pokazala loše punjenje rupa. Termička razlika u masi je usisala toplinu, ostavljajući nas s hladnim zglobovima. Morali smo da podesimo temperaturu lonca za talase i sprej fluksa, što je povećalo upotrebu azota. Toliko o smanjenju ugljičnog otiska. Za poneti? Alternativna legura je pomjerila opterećenje okoliša umjesto da ga eliminira.

Zatim slijedi limeno brkljanje. Kod legura s visokim sadržajem kalaja, ublažavanje često znači konformne premaze ili nedostatke – više kemikalija, više koraka procesa. Eco-friendly lemljiva majka ne bi trebalo samo pomjeriti problem nizvodno. Naginjem se legurama sa manjim aditivima poput nikla ili mangana koji suštinski potiskuju rast brkova, čak i ako dodaju male troškove. To je pogled na životni ciklus.

Flux: Prljava tajna nečišćenja

Ovdje se najviše zloupotrebljava ekološka oznaka. Fluks bez čišćenja je prijateljski samo ako zaista ostavlja benigne ostatke. Mnogi još uvijek sadrže aktivatore koji postaju korozivni s vlagom. Izvlačio sam ploče iz polja sa dendritičnim rastom jer je ostatak zelenog toka apsorbirao vlagu. Pravi pomak je prema biološki baziranim ili organskim kiselinama koje potiču iz stvari poput kukuruza ili soje. Njihovi nusprodukti raspadanja su manje toksični.

Ali performans je kralj. Fluks na bazi soje koji smo isprobali imao je odlično vlaženje na svježim ENIG jastučićima. Međutim, na pločama s čak i malim problemima oksidacije ili skladištenja, raspao se. Prozor za aktivaciju je bio preuzak. Na kraju smo ga pomiješali sa sintetičkim aktivatorom kako bismo postigli pravi balans. Nije savršeno prirodno, ali je održivije od sintetike pune snage. Ponekad je manje loš korak naprijed jedini praktičan.

Rukovanje i skladištenje se također mijenjaju. Neki od ovih organskih fluksa su osjetljivi na UV svjetlo ili imaju kraći rok trajanja. Ako radnja nije disciplinovana, materijalni otpad raste. Sjećam se asemblera srednje veličine, nešto slično Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. u tom velikom proizvodnom čvorištu, možda imaju skalu da čvrsto upravljaju zalihama. Ali za manju radnju, kvarenje može ubiti trošak i korist. The https://www.zitaifasteners.com model efikasne logistike u koncentrisanoj industrijskoj bazi naglašava koliko je stabilnost lanca snabdevanja kritična za usvajanje ovih alternativa.

Paste i vozila: Reologija je sve

Vozilo koje drži prah za lemljenje i fluks diktira mogućnost štampanja. Mnoge zelene paste zamenjuju vozila na bazi rastvarača za one rastvorljive u vodi. Zvuči odlično. Ali voda brže isparava, mijenjajući viskozitet paste tokom dugog tiska. Dobijate začepljenje šablona ili loše otpuštanje. Naučili smo da koristimo sisteme sa zatvorenim kertridžima i kontrolisanu vlažnost na liniji, što opet dodaje energiju.

Raspodjela veličine čestica u prahu lemljenja također je važna. Za fini tisak potreban vam je prah tipa 4 ili 5 (manje kuglice). Proizvodnja tog praha sa alternativnim legurama često koristi različite gasove za raspršivanje. Dušik je uobičajen, ali neki istražuju recikliranje argona kako bi smanjili otpad. To je detalj procesa koji većina ne vidi, ali se dodaje u ekološku knjigu finala lemljiva majka paste.

Pada mi na pamet neuspjeli eksperiment. Probali smo pastu s novim sredstvom na bazi celuloze. Štampao se kao san i prošao sve IPC testove. Ali u reflow, ispuštanje gasova je bilo nepredvidivo. Na pločama sa velikim razlikama u termičkoj masi, dobili smo ogromne praznine ispod QFN-a. Vozilo nije moglo glatko otpuštati isparljive tvari po profilu. Nazad u laboratoriju. Pokazalo se da je oponašanje reologije dokazanih sistema novim materijalima neverovatno teško.

Promjene procesa: skriveni trošak energije

Ekološki prihvatljiv materijal za lemljenje se ne ocjenjuje u tegli. Procjenjuje se u procesu koji može zahtijevati više temperature, duži profil ili inertnu atmosferu. Ako vaša nova pasta za biofluks bez halogena zahtijeva 10°C višu vršnu temperaturu ili tunel za povrat dušika kako bi se spriječila oksidacija, upravo ste značajno povećali potrošnju energije sklopa. Taj kompromis se rijetko računa u zelenom zahtjevu.

Uradili smo reviziju za klijenta. Prelazak na premium eko ​​pastu smanjio je njihove emisije VOC i troškove tretmana otpada. Međutim, njihova potrošnja dušika porasla je za 30% kako bi održala prinos, a potrošnja energije njihove pećnice porasla je za oko 8%. Neto korist za životnu sredinu je i dalje bila pozitivna, ali tanja nego što je marketing sugerisao. Pravi lemljiva majka problem je potpuna integracija procesa.

Prerada i popravka takođe postaju složeniji. Neki alternativni tokovi ostavljaju ostatke koje je teže ukloniti za popravak ploča. Ako vam je potrebno jače otapalo da ih očistite, vratili ste se na početak. Sada preporučujemo uparivanje specifičnih pasta za lemljenje sa kompatibilnim, manje agresivnim sredstvima za čišćenje od samog početka – sistemski pristup.

Izvori i održivost u stvarnom svijetu

Konačno, radi se o lancima snabdijevanja. Savršena laboratorijska vaga lemljiva majka Alternativa je beskorisna ako ne možete stalno dobijati 10.000 kg. Mnogi inovativni materijali dolaze od malih hemičara koji ne mogu skalirati ili osigurati uniformnost od serije do serije. Za proizvođača velikog obima, pouzdanost se ne može pregovarati.

Zato su proizvodni klasteri važni. Biti na mjestu kao što je okrug Yongnian, Handan, u blizini glavnih transportnih ruta kao što su željeznica Peking-Guangzhou i brze ceste, ne znači samo otpremanje zatvarača. Za kompaniju kao što je Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., radi se o tome da ste ugrađeni u mrežu dobavljača materijala i logistike koja može podržati dosljedno, široko usvajanje novih materijala. Ako je vaš dobavljač lemljenja dan udaljen cestom, možete voditi manje zalihe i brže reagirati na promjene procesa.

Prelazak na zelenije alternative nije jednostavna zamjena. To je reinženjering koncepta lemljene majke - legura, fluks, vozilo, prah i proces u kojem žive. Neuredan je, pun kompromisa i zahtijeva pogled na cijelu ploču, a ne samo na teglu paste. Cilj nije čistoća; to je zaista manji utjecaj bez žrtvovanja pouzdanosti zbog koje sve od pričvršćivača do matične ploče servera zaista funkcionira.