Forrasztóanya: környezetbarát alternatívák? 

A forrasztó anyát hallja, és elképzelhető, hogy egy adott paszta vagy folyasztószermag van. Az igazság az, hogy ez egy kis iparági szleng, ami elmosódottá vált. Gyakran az alapforrasz-ötvözetre vagy a pasztában lévő elsődleges folyasztószerre utal – az anyakeverékből minden más épül. Az igazi lendület most nem csak magáról az ötvözetről szól, hanem az egész rendszerről: ki tudjuk-e vetni a csúnya dolgokat anélkül, hogy a sorozat teljesítménye csökkenne? Túl sok mérnököt láttam, aki egy zöld adatlapot hajszolt, csak azért, hogy később ürítéssel vagy sírkövezéssel meggyilkolják őket.

The Alloy Puzzle: Beyond Lead-Free

Nyilvánvalóan a SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) lett az alapértelmezett ólommentes anya. De a környezetbarátnak nevezett tartalom megáll a vezető tartalomnál. Az ezüstbányászat területe brutális, és a magas feldolgozási hőmérséklet (jellemzően 240-260 °C) több energiát éget el. Teszteltünk néhány alacsony ezüsttartalmú, sőt ezüstmentes ötvözetet, például az Sn-Cu-Ni-Ge rendszereket. A fogás? A nedvesedés lassabb. Sűrű, OSP-bevonatú táblán szükség lehet agresszívebb fluxusra a kompenzációhoz, ami aztán felcsavarja az egész forrasztóalapanyag zöld profilját. Ez egy kiegyensúlyozó tevékenység.

Egy projekt egy ügyféllel, amely ipari érzékelőket gyárt, amelyek célja a teljes halogénmentes és alacsony ezüsttartalom. Sn-Cu-Bi ötvözetet használtunk. Jól működött visszafolyatásnál, de az átmenőlyuk csatlakozók szelektív forrasztása során a forrasztó anya az ötvözet gyenge lyukkitöltést mutatott. A termikus tömegkülönbség elszívta a hőt, így hideg kötések maradtak. Módosítanunk kellett a hullámtartály hőmérsékletét és a fluxuspermetet, ami növelte a nitrogénfelhasználást. Ennyit a szénlábnyom csökkentéséről. Az elvitel? Az alternatív ötvözet ahelyett, hogy megszüntette volna, áthelyezte a környezetterhelést.

Aztán ott van az ónbajusz. A magas óntartalmú ötvözetek esetében a mérséklés gyakran konform bevonatokat vagy alátöltéseket jelent – ​​több vegyszer, több folyamatlépés. Egy környezetbarát forrasztó anya nem szabad csak lefelé mozgatni a problémát. Hajlok az olyan kisebb adalékanyagokat tartalmazó ötvözetek felé, mint a nikkel vagy a mangán, amelyek eleve elnyomják a bajusz növekedését, még akkor is, ha apró költségekkel járnak. Ez egy életciklus-nézet.

Flux: A no-Clean piszkos titka

Ez az a hely, ahol a leginkább visszaélnek a környezetbarát címkével. A nem tiszta fluxus csak akkor barátságos, ha valóban jóindulatú maradványokat hagy maga után. Sok még mindig tartalmaz olyan aktivátorokat, amelyek nedvességgel maró hatásúvá válnak. Kihúztam a dendrites növekedésű táblákat a szántóföldről, mert a zöld fluxusmaradvány felszívta a nedvességet. Az igazi elmozdulás a bioalapú vagy szerves sav folyasztószerek irányába mutat, amelyek olyan dolgokból származnak, mint a kukorica vagy a szója. Bomlási melléktermékeik kevésbé mérgezőek.

De a teljesítmény a király. Az általunk kipróbált szójaalapú folyasztószer kiválóan nedvesítette a friss ENIG párnákat. Azokon a táblákon azonban, amelyeknél még enyhe oxidációs vagy tárolási problémák is voltak, szétesett. Az aktiválási ablak túl szűk volt. Végül szintetikus aktivátorral kevertük össze, hogy elérjük a megfelelő egyensúlyt. Nem teljesen természetes, de fenntarthatóbb, mint a teljes szilárdságú szintetikus. Néha egy kevésbé rossz előrelépés az egyetlen praktikus.

A kezelés és a tárolás is megváltozik. Ezen szerves fluxusok némelyike ​​érzékeny az UV-fényre, vagy rövidebb az eltarthatóságuk. Ha egy üzlet nem fegyelmezett, az anyagpazarlás megugrik. Emlékszem egy közepes méretű szerelőre, valami ilyesmire Handan Zitai Fasanter Manufacturing Co., Ltd. abban a nagy termelési központban megfelelő léptékűek lehetnek a készletek szigorú kezelésére. De egy kisebb bolt esetében a romlás megölheti a költség-haszon arányt. A https://www.zitaifasteners.com A hatékony logisztika koncentrált ipari bázison alapuló modellje rávilágít arra, hogy az ellátási lánc stabilitása mennyire kritikus fontosságú ezen alternatívák elfogadásához.

Paszták és járművek: A reológia minden

A forrasztóport és folyasztószert tartó jármű határozza meg a nyomtathatóságot. Sok zöld paszta lecseréli az oldószer alapú járműveket vízben oldódókra. Jól hangzik. A víz azonban gyorsabban elpárolog, és a paszta viszkozitását megváltoztatja a hosszú nyomtatás során. A sablon eltömődik vagy rosszul oldódik ki. Megtanultuk használni a zárt patronos rendszereket és a szabályozott páratartalmat a vonalon, ami ismételten energiát ad a fejünkhöz.

A forrasztópor szemcseméret-eloszlása is számít. A finom osztású nyomtatáshoz 4-es vagy 5-ös típusú porra (kisebb gömbökre) van szükség. Ennek a pornak az alternatív ötvözetekkel történő előállítása során gyakran különböző porlasztógázokat használnak. A nitrogén gyakori, de néhányan az argon újrahasznosítását vizsgálják a hulladék csökkentése érdekében. Ez egy folyamatrészlet, amelyet a legtöbben nem látnak, de összeadódik a végső környezetvédelmi főkönyvben forrasztó anya paszta.

Egy sikertelen kísérlet jut eszembe. Kipróbáltunk egy pasztát egy újszerű cellulóz alapú járművel. Úgy nyomtatott, mint egy álom, és megfelelt az összes IPC-teszten. De reflow-ban a gázkibocsátás kiszámíthatatlan volt. A nagy termikus tömegkülönbséggel rendelkező táblákon hatalmas üregeket kaptunk a QFN-ek alatt. A jármű nem tudta zökkenőmentesen kiengedni az illékony anyagokat a profilon keresztül. Vissza a laborba. Megmutatta, hogy a bevált rendszerek reológiáját új anyagokkal utánozni hihetetlenül nehéz.

Folyamatváltások: A rejtett energiaköltség

A környezetbarát forrasztóanyagot nem tégelyben értékelik. Olyan folyamatban értékelik ki, amelyhez magasabb hőmérsékletre, hosszabb profilokra vagy inert atmoszférára lehet szükség. Ha az új halogénmentes, bio-flux pasztához 10°C-kal magasabb csúcshőmérsékletre vagy nitrogén-visszafolyó alagútra van szükség az oxidáció megelőzése érdekében, akkor jelentősen megnövelte az egység energiafogyasztását. Ezt a kompromisszumot ritkán számítják ki a zöld követelésben.

Auditot végeztünk egy ügyfélnél. A prémium ökopasztára való átállás csökkentette a VOC-kibocsátást és a hulladékkezelési költségeket. Nitrogénfelhasználásuk azonban 30%-kal nőtt a hozam fenntartása érdekében, sütőjük energiafelhasználása pedig mintegy 8%-kal nőtt. A nettó környezeti haszon továbbra is pozitív volt, de kisebb, mint a marketing javasolta. Az igazi forrasztó anya A probléma a teljes folyamatintegráció.

Az átdolgozás és javítás is bonyolultabbá válik. Néhány alternatív folyasztószer olyan maradványokat hagy maga után, amelyeket nehezebb eltávolítani a tábla javításához. Ha erősebb oldószerre van szüksége a tisztításukhoz, visszatérhet az eredetihez. Most már a kezdetektől fogva azt javasoljuk, hogy bizonyos forrasztópasztákat párosítsanak kompatibilis, kevésbé agresszív tisztítószerekkel – ez rendszerszemléletű.

Beszerzés és a valós életképesség

Végül az ellátási láncokról van szó. Tökéletes laboratóriumi mérleg forrasztó anya az alternatíva hiábavaló, ha nem tudsz belőle folyamatosan 10 000 kg-ot szerezni. Sok innovatív anyag olyan kis vegyészektől származik, akik nem tudják méretezni vagy biztosítani a tételek közötti egyenletességet. Egy nagy volumenű gyártó esetében a megbízhatóság nem alku tárgya.

Ezért számítanak a termelési klaszterek. Egy olyan helyen lenni, mint a Yongnian kerület, Handan, a fő közlekedési utak, például a Peking-Guangzhou vasút és a gyorsforgalmi utak szomszédságában, nem csak a rögzítőelemek szállításáról szól. Egy olyan cégnek, mint pl Handan Zitai Fasanter Manufacturing Co., Ltd., arról van szó, hogy beágyazódnak egy olyan anyagbeszállítói és logisztikai hálózatba, amely támogathatja az új anyagok következetes, nagyszabású átvételét. Ha a forrasztóanyag beszállítója egy napnyi távolságra van közúton, szűkebb készleteket futtathat, és gyorsabban reagálhat a folyamatok módosítására.

A zöldebb alternatívákra való átállás nem egyszerű csere. Ez a forrasztási alapkoncepció újratervezése – ötvözet, folyasztószer, jármű, por és a folyamat, amelyben élnek. Zavaros, tele van kompromisszumokkal, és az egész táblát meg kell nézni, nem csak a pasztatartót. A cél nem a tisztaság; ez valóban kisebb hatást jelent a megbízhatóság feláldozása nélkül, amely a rögzítőelemtől a szerver alaplapig mindent ténylegesen működőképessé tesz.