Spájkovacia matka: ekologické alternatívy? 

Počujete spájkovaciu matku a môžete si predstaviť špecifickú pastu alebo jadro tavidla. Pravdou je, že je to trochu priemyselný slang, ktorý sa stal nejasným. Často sa to týka základnej spájkovacej zliatiny alebo primárneho taviaceho prostriedku v paste – z materskej zmesi je všetko ostatné vyrobené. Skutočný tlak sa teraz netýka len samotnej zliatiny, ale celého systému: dokážeme odstrániť škaredé veci bez toho, aby sme znížili výkon? Videl som príliš veľa inžinierov naháňať sa za zeleným datasheetom, aby sa neskôr nechali zavraždiť vyprázdnením alebo náhrobkom.

The Alloy Puzzle: Beyond Bezolovnaté

Je zrejmé, že SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) sa stal predvolenou bezolovnatou matkou. Ale nazvať to ekologickým sa končí pri hlavnom obsahu. Stopa ťažby striebra je brutálna a vysoké teploty spracovania (typické 240-260 °C) spália viac energie. Testovali sme niektoré zliatiny s nízkym obsahom striebra a dokonca bez striebra, ako sú systémy Sn-Cu-Ni-Ge. Úlovok? Vlhčenie je pomalšie. Na hustej doske s povrchovou úpravou OSP možno budete potrebovať na kompenzáciu agresívnejšie tavidlo, ktoré potom zaskrutkuje zelený profil celého matného materiálu spájky. Je to vyvažovanie.

Jeden projekt s klientom vyrábajúcim priemyselné snímače zameraný na úplne bezhalogénové a s nízkym obsahom striebra. Použili sme zliatinu Sn-Cu-Bi. Fungovalo dobre pri pretavení, ale počas selektívneho spájkovania konektorov s priechodnými otvormi spájkovacia matka zliatina vykazovala slabé vyplnenie otvorov. Teplotný hmotnostný rozdiel vysal teplo, takže nám zostali studené kĺby. Museli sme upraviť teplotu vlnového hrnca a sprej tavidla, čo zvýšilo spotrebu dusíka. Toľko k zníženiu uhlíkovej stopy. Jedlo so sebou? Alternatívna zliatina posunula environmentálnu záťaž namiesto toho, aby ju odstránila.

Potom je tu cínové fúzy. Pri zliatinách s vysokým obsahom cínu zmiernenie často znamená konformné povlaky alebo podvýplne – viac chemikálií, viac procesných krokov. Ekologický spájkovacia matka by nemal problém posunúť nižšie. Prikláňam sa k zliatinám s menšími prísadami, ako je nikel alebo mangán, ktoré skutočne potláčajú rast fúzov, aj keď zvyšujú náklady. Je to pohľad na životný cyklus.

Flux: Špinavé tajomstvo No-Clean

To je miesto, kde sa označenie eco-friendly najviac zneužíva. Nečisté tavidlo je šetrné iba vtedy, ak skutočne zanecháva neškodné zvyšky. Mnohé stále obsahujú aktivátory, ktoré sa stávajú korozívnymi vlhkosťou. Vytiahol som dosky z poľa s dendritickým rastom, pretože zvyšky zeleného taviva absorbovali vlhkosť. Skutočný posun je smerom k tokom organických alebo organických kyselín odvodených z vecí, ako je kukurica alebo sója. Ich vedľajšie produkty rozkladu sú menej toxické.

Ale výkon je kráľ. Tavidlo na báze sóje, ktoré sme skúšali, malo skvelé zmáčanie na čerstvých podložkách ENIG. Na doskách s čo i len miernymi problémami s oxidáciou alebo skladovaním sa však rozpadol. Aktivačné okno bolo príliš úzke. Nakoniec sme ho zmiešali so syntetickým aktivátorom, aby sme dosiahli správnu rovnováhu. Nie úplne prirodzené, ale udržateľnejšie ako syntetika v plnej sile. Niekedy je menej zlý krok vpred jediným praktickým krokom.

Mení sa aj manipulácia a skladovanie. Niektoré z týchto organických tavív sú citlivé na UV svetlo alebo majú kratšiu životnosť. Ak obchod nie je disciplinovaný, materiálový odpad stúpa. Pamätám si nejaký stredne veľký assembler, niečo ako Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. v tomto hlavnom produkčnom centre môže mať rozsah na tesné riadenie zásob. Ale pre menší obchod môže znehodnotenie zabiť pomer nákladov a výnosov. The https://www.zitaifasteners.com Model efektívnej logistiky v koncentrovanej priemyselnej základni zdôrazňuje, aká dôležitá je stabilita dodávateľského reťazca pre prijatie týchto alternatív.

Pasty a vozidlá: Reológia je všetko

Vozidlo, v ktorom sa nachádza spájkovací prášok a tavidlo, určuje tlač. Mnohé zelené pasty vymieňajú nosiče na báze rozpúšťadiel za vo vode rozpustné. Znie to skvele. Voda sa však vyparuje rýchlejšie, čím sa mení viskozita pasty počas dlhej tlače. Šablóna sa upcháva alebo sa zle uvoľňuje. Naučili sme sa používať systémy s uzavretými kazetami a riadenú vlhkosť na linke, čo opäť pridáva energiu.

Dôležitá je aj distribúcia veľkosti častíc v spájkovom prášku. Na tlač s jemným rozstupom potrebujete prášok typu 4 alebo 5 (menšie guľôčky). Pri výrobe tohto prášku s alternatívnymi zliatinami sa často používajú rôzne atomizačné plyny. Dusík je bežný, ale niektorí skúmajú recykláciu argónu na zníženie odpadu. Je to detail procesu, ktorý väčšina nevidí, ale pridáva sa do environmentálnej knihy finále spájkovacia matka prilepiť.

Prichádza na myseľ neúspešný experiment. Vyskúšali sme pastu s novým nosičom na báze celulózy. Tlačil sa ako sen a prešiel všetkými IPC testami. Ale pri pretavení bolo uvoľnenie plynu nepredvídateľné. Na doskách s veľkými teplotnými rozdielmi v hmotnosti sme pod QFN dostali masívne dutiny. Vozidlo nedokázalo plynulo uvoľňovať prchavé látky cez profil. Späť do laboratória. Ukázalo sa, že napodobňovanie reológie osvedčených systémov s novými materiálmi je neuveriteľne ťažké.

Posuny procesov: Skryté náklady na energiu

Ekologický spájkovací materiál sa v nádobe nehodnotí. Vyhodnocuje sa v procese, ktorý môže vyžadovať vyššie teploty, dlhšie profily alebo inertnú atmosféru. Ak vaša nová bezhalogénová pasta s biotavivom vyžaduje o 10 °C vyššiu špičkovú teplotu alebo tunel na spätné prúdenie dusíka, aby sa zabránilo oxidácii, práve ste výrazne zvýšili spotrebu energie zostavy. Tento kompromis sa v zelenom nároku zriedka počíta.

U klienta sme urobili audit. Prechod na prémiovú ekologickú pastu znížil ich emisie VOC a náklady na spracovanie odpadu. Ich spotreba dusíka však vzrástla o 30 %, aby si zachovali výťažok, a spotreba energie v rúre vzrástla o približne 8 %. Čistý prínos pre životné prostredie bol stále pozitívny, ale štíhlejší, ako uvádzal marketing. Skutočný spájkovacia matka problémom je úplná integrácia procesov.

Prepracovanie a opravy sú tiež zložitejšie. Niektoré alternatívne tavidlá zanechávajú zvyšky, ktoré sa pri oprave dosky ťažšie odstraňujú. Ak na ich čistenie potrebujete silnejšie rozpúšťadlo, ste späť na začiatku. Teraz odporúčame od začiatku spárovať špecifické spájkovacie pasty s kompatibilnými, menej agresívnymi čistiacimi prostriedkami na prepracovanie – systémový prístup.

Získavanie zdrojov a životaschopnosť v reálnom svete

Nakoniec ide o dodávateľské reťazce. Dokonalá laboratórna váha spájkovacia matka alternatíva je zbytočná, ak z nej nemôžete získať 10 000 kg dôsledne. Mnoho inovatívnych materiálov pochádza od malých chemikov, ktorí nedokážu škálovať ani zabezpečiť jednotnosť jednotlivých šarží. Pre veľkoobjemového výrobcu sa o spoľahlivosti nedá vyjednávať.

Preto na výrobných klastroch záleží. Byť na mieste, ako je okres Yongnian, Handan, v blízkosti hlavných dopravných trás, ako je železnica Peking-Guangzhou a rýchlostné cesty, nie je len o preprave spojovacích materiálov. Pre spoločnosť ako Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., ide o začlenenie do siete dodávateľov materiálov a logistiky, ktorá môže podporovať konzistentné a rozsiahle prijímanie nových materiálov. Ak je váš dodávateľ spájky deň na ceste, môžete viesť štíhlejšie zásoby a rýchlejšie reagovať na úpravy procesov.

Prechod na ekologickejšie alternatívy nie je jednoduchá výmena. Ide o prepracovanie základnej koncepcie spájkovania – zliatiny, taviva, vozidla, prášku a procesu, v ktorom žijú. Je to chaotické, plné kompromisov a vyžaduje si pohľad na celú dosku, nielen na nádobu s pastou. Cieľom nie je čistota; je to skutočne nižší vplyv bez obetovania spoľahlivosti, vďaka ktorej skutočne funguje všetko od spojovacieho prvku až po základnú dosku servera.