Mga teknolohiya sa paghihinang na walang lead: mga SAC na panghinang at conductive adhesive

Sa loob ng mga dekada, ginamit ang lead-tin solder para i-secure ang mga electronic component, solder printed circuit boards. Ang malubhang masamang epekto sa kalusugan na nauugnay sa paggamit ng lead ay nagdulot ng matinding pagsisikap sa industriya ng electronics upang makahanap ng mga pamalit para sa lead solder. Naniniwala na ngayon ang mga siyentipiko na natuklasan nila ang ilang magagandang posibilidad: mga alternatibong panghinang na gawa sa mga haluang metal at mga komposisyon ng polimer na kilala bilang conductive glue.

Ang paghihinang ay ang gulugod ng paggawa ng electronics. Ang tingga ay perpekto bilang panghinang. Masasabing, ang lahat ng electronics ay idinisenyo sa paligid ng melting point at pisikal na katangian ng lead. nangunguna ako — plastik na materyal, hindi nababasag at samakatuwid ay madaling gamitin. Kapag ang tingga ay pinagsama sa lata sa tamang ratio (63% na lata at 37% na tingga), ang haluang metal ay may mababang punto ng pagkatunaw na 183 degrees Celsius, na isa pang kalamangan.

Kapag nagtatrabaho sa mababang temperatura mga proseso ng paghihinang Ang mas mahusay na kontrol ay isinasagawa sa pinagsamang teknolohiya ng produksyon, habang ang mga welded na elemento ay hindi sensitibo sa pinakamaliit na paglihis ng temperatura. Ang mababang temperatura ay nangangahulugan din ng mas kaunting stress sa mga kagamitan at materyales (mga PCB at mga bahagi) na umiinit sa panahon ng pagpupulong, at mas mataas na produktibo sa paggawa ng electronics dahil sa mas maikling oras ng pag-init at paglamig.

Ang pangunahing insentibo para sa industriya ng electronics sa Europe na magsimulang gumamit ng mga lead-free na panghinang ay isang lead ban na ipinataw ng European Union. Sa ilalim ng paghihigpit sa Direktiba ng mga Mapanganib na Sangkap, ang tingga ay kailangang palitan ng iba pang mga sangkap bago ang 1 Hulyo 2006 (ang direktiba ay nagbabawal din sa mercury, cadmium, hexavalent chromium at iba pang mga nakakalason na sangkap).

Ang lahat ng mga elektronikong sangkap na naglalaman ng tingga ay ipinagbabawal na ngayon sa Europa. Sa pagsasaalang-alang na ito, maaga o huli ay kailangan ding lumipat ng Russia sa mga teknolohiya ng koneksyon na walang lead sa electronics.

Ang lead, mula sa isang pananaw sa kapaligiran, ay hindi isang problema sa sarili nito hangga't ito ay nakapaloob sa mga elektronikong kagamitan. Gayunpaman, kapag ang mga elektronikong sangkap ay napunta sa mga landfill, ang tingga ay maaaring maalis mula sa landfill na lupa at sa inuming tubig. Ang panganib ay tumataas sa mga bansa kung saan ang e-waste ay ini-import nang maramihan.

Sa Tsina, halimbawa, ang mga manggagawang walang kagamitang pang-proteksyon, kabilang ang maraming bata, ay nagsasagawa ng pagdidisassemble (paghihinang) ng mga recyclable na materyales mula sa mga elektronikong bahagi. Sa Russia, kahit ngayon, ang mga lead solder ay napakakaraniwan sa non-automated electronics manufacturing.

Ang mga nakakapinsalang epekto ng lead sa kalusugan ng tao, kahit na sa mababang antas, ay kilalang-kilala: mga karamdaman ng nervous at digestive system, lalo na binibigkas sa mga bata, at ang kakayahan ng lead na maipon sa katawan, na nagiging sanhi ng matinding pagkalason.

Ang mga tagagawa ng electronics ay nagsimulang maghanap ng mga alternatibong panghinang noong 1990, nang talakayin ang naaprubahan na ngayon na mga panukala upang ipagbawal ang tingga sa US. Sinuri ng mga eksperto sa industriya ng electronics ang 75 alternatibong solder at binawasan ang listahang iyon hanggang kalahating dosena.

Sa huli, napili ang kumbinasyon ng 95.5% na lata, 3.9% na pilak at 0.6% na tanso, na kilala rin bilang SAC grade solder (pagpapaikli ng mga unang titik ng mga elementong Sn, Ag, Cu), na nagbibigay ng higit na pagiging maaasahan at kadalian ng pagpapatakbo bilang kapalit ng lead-lead solder. Ang melting point ng SAC solder ay 217 degrees, ito ay malapit sa melting point ng conventional lead-lead solder (183 ... 260 degrees).

Screwless solder

Ang mga SAC solder ay malawakang ginagamit sa industriya ng malayo sa pampang ngayon. Ang pagpapakilala ng mga bagong uri ng solder ay nagsagawa ng maraming pagsisikap sa bahagi ng mga kumpanya ng electronics. Nababahala ang mga eksperto na sa paunang yugto ng pagpapakilala ng mga lead-free solders, posible ang pagtaas sa rate ng pagkabigo ng mga produktong elektroniko.

Kaugnay nito, ang mga kagamitan na kasangkot sa buhay at kaligtasan ng mga tao, halimbawa, electronics para sa mga ospital, ay ginawa gamit ang mga lumang teknolohiya. Ang pagbabawal sa lead solder ay hindi pa nalalapat sa mga mobile phone at digital camera. Wala ring tiyak na sagot tungkol sa kumpletong kaligtasan ng mga bagong solder na nakabatay sa pilak - ang metal na ito ay nakakalason sa mga hayop sa tubig.

Unleaded flux

Seksyon. 1.Mga paghahambing na katangian ng ilang SAC solder at tin-lead solder

Ang isang mas matapang na pang-eksperimentong alternatibo sa paghihinang ng lead solder ay ang paggamit ng mga electrically conductive adhesives... Ito ay mga polymer, silicone o polyamide na naglalaman ng maliliit na flakes ng mga metal, kadalasang pilak. Ang mga polymer na nakadikit sa mga elektronikong sangkap at mga natuklap ng metal ay nagsasagawa ng kuryente.

Ang mga pandikit na ito ay nag-aalok ng malawak na hanay ng mga pakinabang. Ang electrical conductivity ng pilak ay napakataas at ang electrical resistance nito ay mababa. Ang temperaturang kinakailangan para maglapat ng mga PCB assembly adhesive ay mas mababa (150 degrees) kaysa sa kinakailangan para sa mga lead-based na panghinang. Samakatuwid, una, ang kuryente ay nai-save, at pangalawa, ang mga elektronikong sangkap ay nakalantad sa mas kaunting pag-init, bilang isang resulta kung saan ang kanilang pagiging maaasahan ay tumataas.

Ang pananaliksik sa Finnish na ipinakita noong 2000 sa 4th International Conference on Adhesives and Coating Technologies sa Electronics Industry ay nagpapakita na ang mga electrically conductive adhesive ay bumubuo ng mas matibay na mga bono kaysa sa mga tradisyonal na solder.

Kung pinamamahalaan ng mga siyentipiko na taasan ang electrical conductivity ng naturang mga adhesive, maaari nilang ganap na palitan ang mga tradisyonal na solder. Sa ngayon, ang mga materyales na ito ay ginagamit para sa isang maliit na bilang ng mga maliliit na conducting compound amperahe — para sa paghihinang ng mga liquid crystal display at crystals. Ang pananaliksik sa lugar na ito ay nakatuon sa pagdaragdag ng mga molecule ng dicarboxylic acid, na nagbibigay ng koneksyon sa pagitan ng mga silver flakes at naaayon ay nagpapataas ng electrical conductivity ng materyal.

Ang isang malubhang problema sa mga electrically conductive adhesive ay posibleng pagkasira kapag ang mga bahagi ay pinainit sa itaas ng 150 degrees.Mayroong iba pang mga alalahanin tungkol sa mga electrically conductive adhesive. Sa paglipas ng panahon, bumababa ang kakayahan ng mga pandikit na magsagawa ng kuryente. At ang tubig na maaaring makuha ng polimer ay magdudulot ng kaagnasan. Kapag ibinaba mula sa isang taas, ang mga pandikit ay nagpapakita ng mga malutong na katangian, at ang mga polymer na may rubber-doped ay bubuo upang mapabuti ang kanilang pagkalastiko sa hinaharap. Ang hindi sapat na kaalaman sa materyal na ito ay maaaring higit pang magbunyag ng iba, na hindi pa alam, mga problema.

Inaasahang gagamitin ang mga conductive adhesive sa consumer electronics (mga mobile phone at digital camera) kung saan hindi kritikal ang pagiging maaasahan, gaya ng medikal at avionics.