Mãe solda: alternativas ecológicas? 

Você ouve a mãe da solda e pode imaginar uma pasta específica ou núcleo de fluxo. A verdade é que é uma gíria da indústria que ficou confusa. Freqüentemente, refere-se à liga de solda fundamental ou ao veículo de fluxo primário em uma pasta – a mistura mãe a partir da qual todo o resto é construído. O verdadeiro impulso agora não é apenas sobre a liga em si, mas sobre todo o sistema: podemos eliminar as coisas desagradáveis ​​sem prejudicar o desempenho na linha? Já vi muitos engenheiros perseguirem uma folha de dados verde apenas para serem assassinados por anulação ou lápide mais tarde.

O quebra-cabeça da liga: além do chumbo

Obviamente, SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) tornou-se a mãe padrão sem chumbo. Mas chamá-lo de ecologicamente correto se limita ao conteúdo principal. A pegada da mineração de prata é brutal e as altas temperaturas de processamento (240-260°C típicas) queimam mais energia. Temos testado algumas ligas com baixo teor de prata e até mesmo sem prata, como sistemas Sn-Cu-Ni-Ge. O problema? A umectação é mais lenta. Em uma placa densa com acabamento OSP, pode ser necessário um fluxo mais agressivo para compensar, que então estraga o perfil verde de todo o material-mãe da solda. É um ato de equilíbrio.

Um projeto com um cliente que fabrica sensores industriais voltados para sensores totalmente livres de halogênio e com baixo teor de prata. Usamos uma liga Sn-Cu-Bi. Funcionou bem no refluxo, mas durante a soldagem seletiva de conectores passantes, o mãe de solda a liga apresentou preenchimento deficiente do furo. A diferença de massa térmica sugou o calor, deixando-nos com juntas frias. Tivemos que ajustar a temperatura do pote de ondas e a pulverização de fluxo, o que aumentou o uso de nitrogênio. Tanto para reduzir a pegada de carbono. A conclusão? A liga alternativa transferiu a carga ambiental em vez de eliminá-la.

Depois, há bigodes de estanho. Com ligas com alto teor de estanho, a mitigação geralmente significa revestimentos isolantes ou preenchimentos insuficientes – mais produtos químicos, mais etapas de processo. Um ambiente ecológico mãe de solda não deveria apenas mover o problema rio abaixo. Eu me inclino para ligas com pequenos aditivos, como níquel ou manganês, que suprimem intrinsecamente o crescimento dos bigodes, mesmo que agreguem um custo minúsculo. É uma visão do ciclo de vida.

Flux: o segredo sujo do não-limpo

É aqui que o rótulo ecológico é mais abusado. Um fluxo não limpo só é amigável se realmente deixar resíduos benignos. Muitos ainda contêm ativadores que se tornam corrosivos com a umidade. Retirei placas de retornos de campo com crescimento dendrítico porque o resíduo de fluxo verde absorveu umidade. A verdadeira mudança é em direção a fluxos de ácidos orgânicos ou de base biológica derivados de coisas como milho ou soja. Seus subprodutos de decomposição são menos tóxicos.

Mas o desempenho é rei. Um fluxo à base de soja que testamos apresentou excelente molhabilidade em almofadas ENIG frescas. No entanto, mesmo em placas com problemas leves de oxidação ou armazenamento, ele se desfez. A janela de ativação era muito estreita. Acabamos misturando com um ativador sintético para atingir o equilíbrio certo. Não é perfeitamente natural, mas é mais sustentável do que os produtos sintéticos de alta resistência. Às vezes, um passo menos ruim é o único passo prático.

O manuseio e o armazenamento também mudam. Alguns desses fluxos orgânicos são sensíveis à luz UV ou têm vida útil mais curta. Se uma loja não for disciplinada, o desperdício de materiais aumenta. Lembro-me de uma montadora de médio porte, algo como Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. naquele importante centro de produção, pode ter escala para gerenciar o estoque de maneira rigorosa. Mas para uma loja menor, a deterioração pode matar o custo-benefício. O https://www.zitaifasteners.com modelo de logística eficiente numa base industrial concentrada destaca o quão crítica é a estabilidade da cadeia de abastecimento para a adopção destas alternativas.

Pastas e Veículos: Reologia é Tudo

O veículo que contém o pó e o fluxo de solda determina a capacidade de impressão. Muitas pastas verdes trocam os veículos à base de solvente por outros solúveis em água. Parece ótimo. Mas a água evapora mais rapidamente, alterando a viscosidade da pasta durante uma longa tiragem. Você obtém entupimento do estêncil ou liberação inadequada. Aprendemos a usar sistemas de cartucho fechado e umidade controlada na linha, o que, novamente, aumenta a sobrecarga de energia.

A distribuição do tamanho das partículas no pó de solda também é importante. Para impressão em densidade fina, você precisa de pó Tipo 4 ou 5 (esferas menores). A fabricação desse pó com ligas alternativas geralmente utiliza diferentes gases de atomização. O nitrogênio é comum, mas alguns estão explorando a reciclagem do argônio para reduzir o desperdício. É um detalhe do processo que a maioria não vê, mas que se soma ao registro ambiental do resultado final. mãe de solda colar.

Uma experiência fracassada vem à mente. Tentamos uma pasta com um novo veículo à base de celulose. Foi impresso como um sonho e passou em todos os testes do IPC. Mas no refluxo, a liberação de gases era imprevisível. Em placas com grandes diferenças de massa térmica, obtivemos vazios enormes sob os QFNs. O veículo não conseguiu liberar voláteis suavemente em todo o perfil. De volta ao laboratório. Mostrou que imitar a reologia de sistemas comprovados com novos materiais é incrivelmente difícil.

Mudanças de processo: o custo oculto da energia

Um material de solda ecológico não é avaliado em uma jarra. É avaliado em um processo que pode necessitar de temperaturas mais altas, perfis mais longos ou atmosferas inertes. Se a sua nova pasta de fluxo biológico sem halogênio requer uma temperatura de pico 10°C mais alta ou um túnel de refluxo de nitrogênio para evitar a oxidação, você acaba de aumentar significativamente o consumo de energia da montagem. Essa compensação raramente é calculada na reivindicação verde.

Fizemos uma auditoria para um cliente. A mudança para uma pasta ecológica premium reduziu as emissões de COV e os custos de tratamento de resíduos. No entanto, o consumo de nitrogénio aumentou 30% para manter o rendimento e o consumo de energia do forno aumentou cerca de 8%. O benefício ambiental líquido ainda foi positivo, mas menor do que o sugerido pelo marketing. O verdadeiro mãe de solda da questão é a integração total dos processos.

Retrabalho e reparo também ficam mais complicados. Alguns fluxos alternativos deixam resíduos que são mais difíceis de remover para reparos nas placas. Se precisar de um solvente mais forte para limpá-los, você estará de volta à estaca zero. Agora recomendamos combinar pastas de solda específicas com produtos de limpeza de retrabalho compatíveis e menos agressivos desde o início – uma abordagem sistêmica.

Fornecimento e viabilidade no mundo real

Finalmente, trata-se de cadeias de abastecimento. Uma escala de laboratório perfeita mãe de solda alternativa é inútil se você não conseguir obter 10.000 kg dela de forma consistente. Muitos materiais inovadores vêm de pequenos químicos que não conseguem dimensionar ou garantir a uniformidade entre lotes. Para um fabricante de alto volume, a confiabilidade não é negociável.

É por isso que os clusters de produção são importantes. Estar em um lugar como o distrito de Yongnian, Handan, adjacente às principais rotas de transporte, como a ferrovia Pequim-Guangzhou e as vias expressas, não envolve apenas fixadores de transporte. Para uma empresa como Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., trata-se de estar integrado numa rede de fornecedores de materiais e de logística que possa apoiar a adoção consistente e em grande escala de novos materiais. Se o seu fornecedor de solda estiver a um dia de distância, você poderá executar estoques mais enxutos e responder mais rapidamente aos ajustes do processo.

A mudança para alternativas mais verdes não é uma simples troca. É uma reengenharia do conceito-mãe da solda – liga, fluxo, veículo, pó e o processo em que eles vivem. É confuso, cheio de compromissos e requer olhar para toda a placa, não apenas para o frasco de pasta. O objetivo não é a pureza; é um impacto genuinamente menor, sem sacrificar a confiabilidade que faz com que tudo, desde um fixador até uma placa-mãe de servidor, realmente funcione.