Spajkalna mati: okolju prijazne alternative? 

Slišite spajkalno mamo in morda si predstavljate specifično pasto ali talilno jedro. Resnica je, da gre za malo industrijskega slenga, ki je postal nejasen. Pogosto se nanaša na temeljno spajkalno zlitino ali nosilec primarnega talila v pasti – matična mešanica je narejena iz vsega drugega. Resnična prednost zdaj ni samo zlitina sama, ampak celoten sistem: ali lahko odstranimo zoprne stvari, ne da bi pri tem zmanjšali zmogljivost? Preveč inženirjev sem videl, da so lovili zeleni podatkovni list, da bi jih pozneje umorili z izpraznitvijo ali nagrobnikom.

Alloy Puzzle: Beyond Lead-Free

Očitno je SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) postal privzeta matična naprava brez svinca. Toda če ga označimo za okolju prijaznega, se ustavi pri glavni vsebnosti. Odtis rudarjenja srebra je brutalen, visoke temperature predelave (običajno 240–260 °C) pa porabijo več energije. Preizkušali smo nekatere zlitine z nizko vsebnostjo srebra in celo brez njega, kot so sistemi Sn-Cu-Ni-Ge. Ulov? Močenje je počasnejše. Na gosto ploščo z zaključkom OSP boste morda potrebovali bolj agresiven tok za kompenzacijo, ki nato pokvari zeleni profil celotnega matičnega materiala za spajkanje. To je ravnotežje.

En projekt s stranko, ki izdeluje industrijske senzorje, namenjene popolnoma brez halogenov in z nizko vsebnostjo srebra. Uporabili smo zlitino Sn-Cu-Bi. Pri reflowu je dobro delovalo, toda med selektivnim spajkanjem konektorjev skozi luknje je spajka mati zlitina je pokazala slabo zapolnitev lukenj. Razlika v toplotni masi je posrkala toploto, zaradi česar smo imeli hladne spoje. Prilagoditi smo morali temperaturo lonca z valovi in ​​razpršilo za pretok, kar je povečalo porabo dušika. Toliko o zmanjševanju ogljičnega odtisa. Odvoz? Alternativna zlitina je prenesla okoljsko breme, namesto da bi ga odpravila.

Potem je tu še kositra. Pri zlitinah z visoko vsebnostjo kositra ublažitev pogosto pomeni konformne premaze ali podpolnila – več kemikalij, več procesnih korakov. Okolju prijazen spajka mati ne bi smel samo premakniti težave navzdol. Nagibam se k zlitinam z manjšimi dodatki, kot sta nikelj ali mangan, ki v bistvu zavirajo rast laskov, tudi če dodajo majhne stroške. To je pogled na življenjski cikel.

Flux: Umazana skrivnost No-Clean

Tu se najbolj zlorablja oznaka okolju prijazno. Tok brez čiščenja je prijazen le, če resnično pušča benigne ostanke. Mnogi še vedno vsebujejo aktivatorje, ki z vlago postanejo jedki. Potegnil sem plošče iz polja z dendritično rastjo, ker je ostanek zelenega toka absorbiral vlago. Pravi premik je v smeri bioloških ali organskih kislinskih tokov, pridobljenih iz stvari, kot sta koruza ali soja. Njihovi stranski produkti razgradnje so manj strupeni.

Toda uspešnost je kralj. Talilo na osnovi soje, ki smo ga preizkusili, se je odlično omočilo na svežih blazinicah ENIG. Vendar pa je na ploščah s celo rahlimi težavami z oksidacijo ali shranjevanjem razpadel. Aktivacijsko okno je bilo preozko. Na koncu smo ga zmešali s sintetičnim aktivatorjem, da smo dosegli pravo ravnovesje. Ni povsem naraven, vendar bolj trajnosten kot sintetika polne trdnosti. Včasih je manj slab korak naprej edini praktičen.

Spreminjata se tudi rokovanje in shranjevanje. Nekateri od teh organskih tokov so občutljivi na UV svetlobo ali imajo krajši rok trajanja. Če trgovina ni disciplinirana, materialni odpadki narastejo. Spomnim se srednje velikega monterja, nekaj podobnega Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. v tem glavnem proizvodnem vozlišču bi morda imel dovolj obsega za natančno upravljanje zalog. Toda za manjšo trgovino lahko kvarjenje uniči razmerje med stroški in koristmi. The https://www.zitaifasteners.com model učinkovite logistike v koncentrirani industrijski bazi poudarja, kako pomembna je stabilnost dobavne verige za sprejetje teh alternativ.

Paste in nosilci: reologija je vse

Vozilo, ki vsebuje spajkalni prah in talilo, narekuje tiskanje. Mnoge zelene paste zamenjajo nosilce na osnovi topil z vodotopnimi. Sliši se odlično. Toda voda izhlapi hitreje, kar spremeni viskoznost paste med dolgim ​​tiskanjem. Šablona se zamaši ali slabo sprosti. Naučili smo se uporabljati sisteme z zaprtimi kartušami in nadzorovano vlažnost na liniji, kar spet dodaja dodatne stroške energije.

Pomembna je tudi porazdelitev velikosti delcev v prahu spajke. Za tisk z drobnimi koraki potrebujete prah vrste 4 ali 5 (manjše krogle). Proizvodnja tega prahu z alternativnimi zlitinami pogosto uporablja različne atomizacijske pline. Dušik je pogost, vendar nekateri raziskujejo recikliranje argona za zmanjšanje odpadkov. To je podrobnost postopka, ki je večina ne vidi, vendar se doda v okoljski knjigi finala spajka mati pasta.

Na misel pride neuspeli poskus. Poskusili smo pasto z novim nosilcem na osnovi celuloze. Tiskal je kot sanje in opravil vse teste IPC. Toda pri prelivanju je bilo izplinjevanje nepredvidljivo. Na ploščah z velikimi razlikami v toplotni masi smo pod QFN dobili ogromne praznine. Vozilo ni moglo gladko sprostiti hlapnih snovi čez profil. Nazaj v laboratorij. Pokazalo se je, da je posnemanje reologije dokazanih sistemov z novimi materiali neverjetno težko.

Procesni premiki: skriti stroški energije

Okolju prijazen spajkalni material ni ocenjen v kozarcu. Ocenjuje se v procesu, ki morda zahteva višje temperature, daljše profile ali inertno atmosfero. Če vaša nova bioflux pasta brez halogenov zahteva 10 °C višjo konično temperaturo ali tunel za pretakanje dušika, da prepreči oksidacijo, ste pravkar občutno povečali porabo energije sklopa. Ta kompromis je redko izračunan v zeleni zahtevi.

Za naročnika smo opravili revizijo. Prehod na vrhunsko ekološko pasto je zmanjšal njihove emisije VOC in stroške obdelave odpadkov. Vendar se je njihova poraba dušika povečala za 30 %, da bi ohranili izkoristek, poraba energije njihove peči pa se je povečala za približno 8 %. Neto okoljska korist je bila še vedno pozitivna, vendar manjša, kot je predlagalo trženje. Pravi spajka mati vprašanje je popolna integracija procesa.

Tudi predelava in popravila postanejo zahtevnejša. Nekatera alternativna talila puščajo ostanke, ki jih je težje odstraniti za popravilo plošče. Če za njihovo čiščenje potrebujete močnejše topilo, ste spet na začetku. Zdaj priporočamo, da že od samega začetka kombinirate posebne spajkalne paste z združljivimi, manj agresivnimi čistili za predelavo – sistemski pristop.

Izvor in sposobnost preživetja v resničnem svetu

Nazadnje gre za dobavne verige. Popolna laboratorijska tehtnica spajka mati alternativa je neuporabna, če je ne morete dosledno dobiti 10.000 kg. Številni inovativni materiali prihajajo od majhnih kemikov, ki ne morejo meriti ali zagotoviti enotnosti od serije do serije. Za proizvajalca velikih količin se o zanesljivosti ni mogoče pogajati.

Zato so proizvodni grozdi pomembni. Biti v kraju, kot je okrožje Yongnian, Handan, ki meji na glavne prometne poti, kot so železnica Peking-Guangzhou in hitre ceste, ne pomeni le pošiljanja pritrdilnih elementov. Za podjetje, kot je Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., gre za vpetost v mrežo dobaviteljev materialov in logistike, ki lahko podpira dosledno, obsežno sprejemanje novih materialov. Če je vaš dobavitelj spajk oddaljen en dan po cesti, lahko vodite manjše zaloge in se hitreje odzovete na popravke v procesu.

Prehod na bolj zelene alternative ni preprosta zamenjava. Gre za preoblikovanje koncepta matične spajke – zlitine, talila, vozila, prahu in procesa, v katerem živijo. Je neurejen, poln kompromisov in zahteva pogled na celotno ploščo, ne le na kozarec paste. Cilj ni čistost; to je resnično manjši vpliv, ne da bi pri tem žrtvovali zanesljivost, zaradi katere vse, od pritrdilnega elementa do matične plošče strežnika, dejansko deluje.