सोल्डर मदर: पर्यावरण अनुकूल विकल्प? 

आप सोल्डर मदर सुनते हैं और एक विशिष्ट पेस्ट या फ्लक्स कोर का चित्र बना सकते हैं। सच तो यह है कि यह उद्योग जगत की थोड़ी-सी बोली है जो धुंधली हो गई है। अक्सर, यह फाउंडेशनल सोल्डर मिश्र धातु या पेस्ट में प्राथमिक फ्लक्स वाहन को संदर्भित करता है - बाकी सब कुछ मूल मिश्रण से बनाया जाता है। असली धक्का अब सिर्फ मिश्र धातु के बारे में नहीं है, बल्कि पूरे सिस्टम के बारे में है: क्या हम लाइन पर प्रदर्शन को खत्म किए बिना खराब सामान को हटा सकते हैं? मैंने बहुत से इंजीनियरों को हरे रंग की डेटाशीट का पीछा करते हुए देखा है, लेकिन बाद में उनकी हत्या कर दी जाती है।

मिश्र धातु पहेली: सीसा रहित से परे

जाहिर है, SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) डिफ़ॉल्ट सीसा रहित माँ बन गई। लेकिन इसे पर्यावरण-अनुकूल कहना मुख्य सामग्री पर आकर रुक जाता है। चांदी खनन पदचिह्न क्रूर है, और उच्च प्रसंस्करण तापमान (240-260 डिग्री सेल्सियस सामान्य) अधिक ऊर्जा जलाते हैं। हम Sn-Cu-Ni-Ge सिस्टम जैसे कुछ कम-सिल्वर और यहां तक ​​कि सिल्वर-मुक्त मिश्र धातुओं का परीक्षण कर रहे हैं। शिकार? गीला करना धीमा है. ओएसपी फिनिश वाले घने बोर्ड पर, आपको क्षतिपूर्ति के लिए अधिक आक्रामक प्रवाह की आवश्यकता हो सकती है, जो तब पूरे सोल्डर मदर सामग्री की हरी प्रोफ़ाइल को खराब कर देता है। यह एक संतुलनकारी कार्य है।

एक ग्राहक के साथ औद्योगिक सेंसर बनाने वाली एक परियोजना जिसका लक्ष्य पूर्ण हैलोजन-मुक्त और कम-चांदी है। हमने Sn-Cu-Bi मिश्र धातु का उपयोग किया। रिफ़्लो में ठीक काम किया, लेकिन थ्रू-होल कनेक्टर्स के चयनात्मक सोल्डरिंग के दौरान, सोल्डर माँ मिश्रधातु ने खराब छिद्र-भरण दिखाया। तापीय द्रव्यमान अंतर ने गर्मी को सोख लिया, जिससे हमारे जोड़ ठंडे रह गए। हमें वेव पॉट तापमान और फ्लक्स स्प्रे में बदलाव करना पड़ा, जिससे नाइट्रोजन का उपयोग बढ़ गया। कार्बन फ़ुटप्रिंट को कम करने के लिए बहुत कुछ। टेकअवे? वैकल्पिक मिश्र धातु ने पर्यावरणीय बोझ को खत्म करने के बजाय उसे और बढ़ा दिया।

फिर वहाँ टिन व्हिस्करिंग है। उच्च-टिन मिश्र धातुओं के साथ, शमन का अर्थ अक्सर अनुरूप कोटिंग्स या अंडरफिल्स होता है - अधिक रसायन, अधिक प्रक्रिया चरण। एक पर्यावरण-अनुकूल सोल्डर माँ समस्या को केवल नीचे की ओर नहीं ले जाना चाहिए। मैं निकेल या मैंगनीज जैसे मामूली योजकों के साथ मिश्र धातुओं की ओर झुकता हूं जो आंतरिक रूप से मूंछ के विकास को दबाते हैं, भले ही वे थोड़ी सी लागत जोड़ते हों। यह एक जीवनचक्र दृश्य है।

फ्लक्स: नो-क्लीन का गंदा रहस्य

यहीं पर पर्यावरण-अनुकूल लेबल का सबसे अधिक दुरुपयोग होता है। एक गैर-स्वच्छ प्रवाह केवल तभी अनुकूल होता है जब यह वास्तव में सौम्य अवशेष छोड़ता है। कई में अभी भी एक्टिवेटर मौजूद हैं जो नमी के कारण संक्षारक हो जाते हैं। मैंने डेंड्राइटिक विकास वाले बोर्डों को फ़ील्ड रिटर्न से बाहर निकाला है क्योंकि हरे प्रवाह के अवशेष नमी को अवशोषित करते हैं। वास्तविक बदलाव मकई या सोया जैसी चीज़ों से प्राप्त जैव-आधारित या कार्बनिक एसिड फ्लक्स की ओर है। उनके अपघटन उपोत्पाद कम विषैले होते हैं।

लेकिन प्रदर्शन ही राजा है. हमने जिस सोया-आधारित फ़्लक्स का परीक्षण किया, उसमें ताज़े ENIG पैड्स पर बहुत अधिक गीलापन था। हालाँकि, थोड़ी सी भी ऑक्सीकरण या भंडारण समस्याओं वाले बोर्डों पर, यह टूट कर गिर गया। सक्रियण विंडो बहुत संकीर्ण थी. हमने सही संतुलन बनाने के लिए इसे एक सिंथेटिक एक्टिवेटर के साथ मिश्रित किया। पूरी तरह से प्राकृतिक नहीं, लेकिन पूर्ण-शक्ति वाले सिंथेटिक्स की तुलना में अधिक टिकाऊ। कभी-कभी, कम बुरा कदम ही एकमात्र व्यावहारिक कदम होता है।

रख-रखाव और भंडारण भी बदल जाता है। इनमें से कुछ कार्बनिक फ्लक्स यूवी प्रकाश के प्रति संवेदनशील हैं या उनकी शेल्फ लाइफ कम है। यदि कोई दुकान अनुशासित नहीं है, तो सामग्री की बर्बादी बढ़ जाती है। मुझे एक मध्यम आकार का असेंबलर याद है, कुछ इस तरह हैंडन ज़िटाई फास्टनर मैन्युफैक्चरिंग कंपनी, लिमिटेड उस प्रमुख उत्पादन केंद्र में, इन्वेंट्री को कसकर प्रबंधित करने का पैमाना हो सकता है। लेकिन छोटी दुकान के लिए, खराब होने से लागत-लाभ ख़त्म हो सकता है। द https://www.zidaifasteners.com एक केंद्रित औद्योगिक आधार में कुशल लॉजिस्टिक्स का मॉडल इस बात पर प्रकाश डालता है कि इन विकल्पों को अपनाने के लिए आपूर्ति श्रृंखला स्थिरता कितनी महत्वपूर्ण है।

अतीत और वाहन: रियोलॉजी ही सब कुछ है

सोल्डर पाउडर और फ्लक्स रखने वाला वाहन मुद्रण क्षमता निर्धारित करता है। कई हरे पेस्ट विलायक-आधारित वाहनों को पानी में घुलनशील पदार्थों से बदल देते हैं। बहुत अच्छा लगता है। लेकिन पानी तेजी से वाष्पित हो जाता है, जिससे लंबे प्रिंट रन के दौरान पेस्ट की चिपचिपाहट बदल जाती है। आपको स्टैंसिल क्लॉगिंग या खराब रिलीज़ की शिकायत होती है। हमने बंद-कारतूस प्रणालियों और लाइन पर नियंत्रित आर्द्रता का उपयोग करना सीखा, जो फिर से, ऊर्जा को ऊपरी हिस्से में जोड़ता है।

सोल्डर पाउडर में कण आकार वितरण भी मायने रखता है। फाइन-पिच प्रिंटिंग के लिए, आपको टाइप 4 या 5 पाउडर (छोटे गोले) की आवश्यकता होती है। वैकल्पिक मिश्र धातुओं के साथ उस पाउडर का निर्माण अक्सर विभिन्न परमाणुकरण गैसों का उपयोग करता है। नाइट्रोजन आम है, लेकिन कुछ लोग अपशिष्ट को कम करने के लिए आर्गन रीसाइक्लिंग की खोज कर रहे हैं। यह एक प्रक्रिया विवरण है जिसे अधिकांश लोग नहीं देखते हैं, लेकिन यह फाइनल के पर्यावरण बहीखाते में जुड़ जाता है सोल्डर माँ पेस्ट करें.

एक असफल प्रयोग याद आता है. हमने एक नवीन सेलूलोज़-आधारित वाहन के साथ पेस्ट आज़माया। यह एक सपने की तरह छपा और सभी आईपीसी परीक्षण पास कर लिया। लेकिन रिफ्लो में, आउटगैसिंग अप्रत्याशित थी। बड़े तापीय द्रव्यमान अंतर वाले बोर्डों पर, हमें QFNs के तहत बड़े पैमाने पर रिक्तियां मिलीं। वाहन पूरे प्रोफ़ाइल में वाष्पशील पदार्थों को सुचारू रूप से जारी नहीं कर सका। प्रयोगशाला में वापस. इससे पता चला कि नई सामग्रियों के साथ सिद्ध प्रणालियों की रियोलॉजी की नकल करना अविश्वसनीय रूप से कठिन है।

प्रक्रिया परिवर्तन: छुपी हुई ऊर्जा लागत

एक जार में पर्यावरण-अनुकूल सोल्डर सामग्री का मूल्यांकन नहीं किया जाता है। इसका मूल्यांकन ऐसी प्रक्रिया में किया जाता है जिसके लिए उच्च तापमान, लंबी प्रोफ़ाइल या निष्क्रिय वातावरण की आवश्यकता हो सकती है। यदि आपके नए हैलोजन-मुक्त, बायो-फ्लक्स पेस्ट को ऑक्सीकरण को रोकने के लिए 10 डिग्री सेल्सियस ऊंचे शिखर तापमान या नाइट्रोजन-रीफ्लो सुरंग की आवश्यकता होती है, तो आपने असेंबली की ऊर्जा खपत में काफी वृद्धि की है। हरे दावे में उस व्यापार-बंद की गणना शायद ही कभी की जाती है।

हमने एक ग्राहक के लिए ऑडिट किया। प्रीमियम इको-पेस्ट पर स्विच करने से उनके वीओसी उत्सर्जन और अपशिष्ट उपचार लागत में कमी आई। हालाँकि, उपज बनाए रखने के लिए उनकी नाइट्रोजन खपत 30% बढ़ गई, और उनके ओवन की ऊर्जा उपयोग लगभग 8% बढ़ गई। शुद्ध पर्यावरणीय लाभ अभी भी सकारात्मक था, लेकिन विपणन द्वारा सुझाए गए की तुलना में कम था। असली सोल्डर माँ मुद्दा संपूर्ण प्रक्रिया एकीकरण का है।

पुनः कार्य और मरम्मत भी कठिन हो जाती है। कुछ वैकल्पिक फ़्लक्स ऐसे अवशेष छोड़ते हैं जिन्हें बोर्ड की मरम्मत के लिए हटाना कठिन होता है। यदि आपको उन्हें साफ करने के लिए एक मजबूत विलायक की आवश्यकता है, तो आप एक वर्ग पर वापस आ गए हैं। अब हम शुरुआत से ही विशिष्ट सोल्डर पेस्ट को संगत, कम-आक्रामक रीवर्क क्लीनर के साथ जोड़ने की सलाह देते हैं - एक सिस्टम दृष्टिकोण।

सोर्सिंग और वास्तविक-विश्व व्यवहार्यता

अंततः, यह आपूर्ति श्रृंखलाओं के बारे में है। एक आदर्श लैब-स्केल सोल्डर माँ यदि आप लगातार 10,000 किलोग्राम प्राप्त नहीं कर सकते तो विकल्प बेकार है। कई नवीन सामग्रियां छोटे रसायनज्ञों से आती हैं जो बैच-टू-बैच एकरूपता को माप नहीं सकते हैं या सुनिश्चित नहीं कर सकते हैं। एक उच्च-मात्रा निर्माता के लिए, विश्वसनीयता पर समझौता नहीं किया जा सकता है।

इसीलिए उत्पादन क्लस्टर मायने रखते हैं। बीजिंग-गुआंगज़ौ रेलवे और एक्सप्रेसवे जैसे प्रमुख परिवहन मार्गों से सटे योंगनियन जिले, हान्डान जैसी जगह पर होना, केवल शिपिंग फास्टनरों के बारे में नहीं है। जैसी कंपनी के लिए हैंडन ज़िटाई फास्टनर मैन्युफैक्चरिंग कंपनी, लिमिटेड, यह सामग्री आपूर्तिकर्ताओं और लॉजिस्टिक्स के एक नेटवर्क में एम्बेडेड होने के बारे में है जो नई सामग्रियों को लगातार, बड़े पैमाने पर अपनाने का समर्थन कर सकता है। यदि आपका सोल्डर सप्लायर सड़क मार्ग से एक दिन की दूरी पर है, तो आप कम इन्वेंट्री चला सकते हैं और प्रक्रिया में सुधार के लिए तेजी से प्रतिक्रिया दे सकते हैं।

हरित विकल्पों की ओर कदम कोई साधारण बदलाव नहीं है। यह सोल्डर मदर अवधारणा की पुनः-इंजीनियरिंग है - मिश्र धातु, फ्लक्स, वाहन, पाउडर, और जिस प्रक्रिया में वे रहते हैं। यह गन्दा है, समझौतों से भरा है, और केवल पेस्ट जार नहीं, बल्कि पूरे बोर्ड को देखने की आवश्यकता है। लक्ष्य पवित्रता नहीं है; यह विश्वसनीयता से समझौता किए बिना वास्तव में कम प्रभाव डालता है जो फास्टनर से लेकर सर्वर मदरबोर्ड तक सब कुछ वास्तव में काम करता है।