Lutowany ołowiem jest preferowanym materiałem stosowanym w świecie produkcji PŁYTEK DRUKOWANYCH od wielu lat. Jednak w niedawnej przeszłości nasiliły się obawy o zdrowie i wpływ produktów ołowiowych na środowisko. Z tych powodów w lipcu 2006 r. w Unii Europejskiej ograniczenie stosowania substancji niebezpiecznych w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (RoHS) uregulowało stosowanie ołowianych produktów elektronicznych.
Podobnie jak Stany Zjednoczone Ameryki, niektóre kraje nie wprowadziły przepisów nielegalnie stosowania ołowiu w produktach konsumenckich. Niemniej jednak, niektóre firmy domagają się stosowania lutu ołowiowego na produkt elektroniczny, który zamawiają. Więc, który lut jest najlepszy w świecie elektronicznym? Jaka jest różnica między lutem ołowiowym a lutem bezołowiowym? Ten artykuł zawiera szczegółowe odpowiedzi na te pytania i oferuje więcej informacji na temat lutu lutowanego z ołowiem i lutu bezołowiowego.
1. Co to jest ołowiu vs ołowiu lutownic?
Większość producentów elektroniki używa lutu do przyklejania komponentów do PCB. Niezależnie od tego, czy jest to lut bezołowiowy, czy ołowiowy, wszystkie pełnią tę samą funkcję. Niemniej jednak, różne urządzenia i przypadki użycia wykorzystują różne techniki.
1.1 Lutownicę ołowiu
Ogólnie rzecz biorąc, lutowany ołowiem składa się z cyny i ołowiu. Zaletą stosowania lutu ołowiowego jest jego odpowiednia wydajność przepływu. Ma niższą temperatura topnienia niż lut bezołowiowy; w związku z tym, prezentując mniej efektów termicznych dla komponentów. Poza tym, gdy lutownica ostygnie, zakłada jaśniejszy wygląd niż lut bezołowiowy, co ułatwia wykrycie problemów, takich jak utlenianie. Ponadto ołowiu jest tańsze i łatwiejsze w użyciu niż lut bezołowiowy.
1.2 Lut bezołowiowy
Głównym powodem, dla którego producenci przenoszą się na stosowanie lutu bezołowiowego, jest eliminacja ołowiu z produkcji elektronicznej i procesów recyklingu odpadów. W ciągu ostatnich dwóch dekad, elektroniczny świat produkcji doświadczył dynamicznego rozwoju alternatywnych materiałów lutowniczych skoncentrowanych na blaszanym metalu. To alternatywne podejście wykorzystuje materiały o właściwościach, które różnią się od składu eutektycznego ołowiu i cyny.
Ponieważ żołnierze są skuteczni w 80% ich temperatury topnienia, wymagają wydajności podobne do superstopów silnika odrzutowego. Jednak wymagania dotyczące połączeń lutowniczych stale rosną ze względu na rosnącą gęstość i właściwości naprężeń z miniaturyzacji. Dlatego lutownice bezołowiowe potrzebują konstrukcji PCB, która może pomieścić wysoką temperatura topnienia i właściwości anizotropowe.
2. Porównanie właściwości ołowiu vs. bezołowiowe
Stosowanie dużych ilości ołowiu w produktach konsumpcyjnych przez dłuższy czas powoduje szkodliwe skutki dla środowiska i ludzi. Obecnie firmy przesunęły się na bezołowiowe, aby wesprzeć swoje wysiłki na rzecz odpowiedzialności społecznej związane z ochroną środowiska. Tak więc, ważne jest, aby dowiedzieć się, jak lutowany bezołowiowy porównuje się z lutem ołowiowym i zbadać lepszą opcję użytkowania.
2.1 Lut bezołowiowy ma wyższą temperatura topnienia niż ołowiowe
ołowiu ma temperatura topnienia 1830C, podczas gdy lut bezołowiowy ma temperatura topnienia 2170C. Teraz są to efekty wyższej temperatury topnienia lutu bezołowiowego:
- Wyższa temperatura bezołowiowego utlenia lutownicy szybko w porównaniu do niższej temperatury ołowiem.
- Podobnie jak te zawierające opakowania z tworzyw sztucznych i kondensatory elektroniczne, niektóre komponenty są negatywnie dotknięte wysoką temperaturą bezołowiowego.
- Wysoka temperatura lutu bezołowiowego ma znaczne naprężenia komponentów; w związku z tym niskie składniki dielektryczne są bardziej narażone na awarie.
- Elementy lutownicza bezołowiowe mają kilka powierzchni lutownicych. Firmy często używają cyny na takich powierzchniach, ponieważ jest to opłacalne. Jednak puszka generuje małą warstwę utleniającą na zewnątrz, która może prowadzić do galwanizowania.
2.2.Eutectic lub nie
Producenci cenili użycie cyny i ołowiu, ponieważ tworzyła ona mieszaninę eutektyczną. Innymi słowy, skład ołowiu i cyny mają niższą temperaturę niż temperatury poszczególnych metali. Chociaż świat produkcji elektronicznej nie zdołał odkryć innej kombinacji metali eutektycznych, wynalazł bezołowiową technikę, która działa dobrze.
2.3 Problemy zdrowotne
Firmy wrażliwe na ochronę środowiska stan trujący charakter ołowiu jako główny powód do przyjęcia bezołowiowego. Ołów może rzeczywiście gromadzić się w organizmie człowieka nawet z małych długotrwałych ekspozycji. Ponadto, ołów może szybko dostać się do organizmu przez skórę, usta, lub nos. Sektory farb i benzyny poszły bezołowiowe. Jednak lutowniczy jest jednym z pozostałych produktów, które nadal go używają.
W branży o wysokiej emisji ołowiu pracownicy są bardziej narażeni na niebezpieczeństwa związane z ołowiem, ponieważ mogą szybko go wdychać lub uzyskać, dotykając zanieczyszczonych powierzchni. Pamiętaj, że ołów jest bardziej niebezpieczny dla dzieci. W związku z tym, wziąć te problemy zdrowotne poważnie, gdziekolwiek używasz ołowiu lutu.
2.4 Koszt
Lutowany ołowiem jest opłacalny niż lutownice bezołowiowe. To dlatego, że ołów jest zaledwie jedną dziesiątą ceny cyny, dzięki czemu lut ołowiowy łatwo przystępne. Ponadto niektórzy producenci zastępują cynę srebrem w lutach bezołowiowych, co czyni je jeszcze droższymi.
2.5 bezołowiowe ma słabą zwilżalność niż ołowiowe
Niska zwilżalność sprawia, że połączenie lutowniczy działa nieskutecznie, spełniając wymagania zdolności samoregulacji, siły rozciągania i wydajności ścinania. W związku z tym niska zwilżalność powoduje wysoki współczynnik odrzucania stawów lutowniczych, zwłaszcza gdy nie przeprowadzasz korekt w celu zaspokojenia tego niedociągnięć.
2.6 Porównanie fizycznych cech bezołowiowego i ołowiowego
Lut bezołowiowy ma negatywny wpływ na niezawodność połączenia. Z punktu widzenia wpływu mechanicznego lut bezołowiowy jest silniejszy niż lut ołowiowy. Ponadto lut bezołowiowy tworzy tlenki powierzchniowe, zanieczyszczenia strumienia i osady stopów, które mogą powodować słabą odporność na kontakt. W związku z tym przejście od produkcji elektronicznej bezołowiowej do ołowiu nie stanowi całkowitego zastąpienia cech elektrycznych i mechanicznych z następujących powodów:
- Ołów jest stosunkowo miękki. Zdasz sobie sprawę, że bezołowiowe produkcji lutów są trudniejsze niż ołowiu produkcji połączeń lutowniczych. Powoduje to zwiększoną intensywność i drobne modyfikacje, które skutkują wysoką niezawodnością.
- bezołowiowe powoduje niską zwilżalność, wywołując więcej problemów, takich jak wakat i stojący grób.
3. Przełącznik na lut bezołowiowy
Biorąc pod uwagę rodzaj do stosowania między ołowiem i bezołowiowego, ważne jest, aby uświadomić sobie, że podstawową różnicą jest wysoki poziom cyny. W związku z tym należy rozważyć następujące obawy w procesie selekcji.
3.1 Uprawa dendrytu metalowego
Ważne jest, aby pamiętać, że dendryt metalu i cyny wąsy mają różne procedury wzrostu. Dendryt metalowy jest produktem jonowego elektroprzemysłu w elektrochemii. Z drugiej strony, blaszane wąsy tworzy skróty, które dodatkowo prowadzą do awarii obwodu.
3.2 Uprawa wąsów cynowych
Wąs cynowy rozwija się z wrażliwych części powłoki tlenku cyny jako cyny monokrystalicznej, działając w charakterze kolumnowym lub cylindrycznym. Wąs może spowodować skróty między sąsiednimi pinami. Dodatkowo może generować zły wpływ na komponenty o wysokiej częstotliwości.
Płaszcze lutownicze z cyny zawierają naprężenia ciśnieniowe, co jest jednym z głównych czynników, które tworzą wąsy cyny. Na przykład, gdy występuje zbyt dużo stopu metalicznego Cu6Sn5, powoduje to kilka usterek, takich jak naprężenie nacisku na płaszcz cyny, zniekształcenie szpilek i niedopasowanie CTE, dalsze tworzenie wąsa cyny.
Duże ilości stopu cyny powodują również wąsy cyny, która jest bardziej wyraźna w czystej puszce. Na szczęście kilka stopów metali, takich jak PB i Bi, może zapobiec wzrostowi cyny wąsowej.
3.3 Tworzenie CAF
Procesy elektrochemiczne powodują również inną awarię znaną jako przewodzący żarnik anodowy (CAF). Przewodnik anodowy mający pewien wzrost miedzi od elektrody dodatniej do elektrody ujemnej powoduje powstawanie CAF. Proces ten odbywa się w płytce drukowanej.
Zazwyczaj CAF rośnie, gdy elektrody dodatnie i ujemne są połączone za pomocą zwarć. Prowadzi to do katastrofalnej tragedii dla wysoce zagęszczanego produkcji płytek drukowanych. Wysoka temperatura topnienia lutu bezołowiowego przyspiesza powstawanie CAF.
3.4 Szkodnik cyny
Impulsywna modyfikacja fazy polimorfizmu powoduje szkodniki cyny. Zwykle, gdy temperatura jest mniejsza niż 130C, nieskrępowana cyna zmieni się z białej na szarą. Idealnie, szkodniki cyny powodują potencjalne zagrożenia niezawodności. Jednak rzadko można zauważyć, jak zanieczyszczenie łączy się z żelaza.
4. Który lutownicę jest lepszy do użycia między ołowiem a lutem bezołowiowym?
W przeciwieństwie do informacji o zdrowiu i środowisku ołowiu elektroniki, Aerospace Corporation przeprowadziła badanie na temat stosowania ołowiu na elektroniki użytkowej. Badanie wykazało, że niewiele jest dowodów na poparcie argumentu, że ołów stosowany w gadżetach elektronicznych powoduje poważne szkody dla środowiska i ludzi. Prawda jest taka, że kiedy odnosimy się do elektronicznych przeróbek, liczba producentów ołowiu jest nieistotna, aby być szkodliwym dla zwierząt.
Użyj lutu ołowiowego, jeśli jest on dostępny na pobliskich rynkach. To dlatego, że jest łatwiejszy w użyciu, ma niższą temperatura topnienia i powoduje mniej problemów z jakością stawów. Głównym powodem, dla którego powinieneś zdecydować się na bezołowiowe, jest to, że rząd zabrania stosowania. Poza tym, można również rozważyć, jeśli planujesz sprzedawać swoje produkty do krajów europejskich. Pamiętaj, że ilość ołowiu na lutownicy jest nieznaczna, aby spowodować poważne komplikacje zdrowotne. Ogólnie rzecz biorąc, jest bardziej ekonomiczne i skuteczne w użyciu ołowiu lutu ze względu na jego unikalne właściwości i korzyści.
konkluzja
Lutowany ołowiem ma wiele korzyści dla produkcji elektronicznej, ale fale zmian szaleją. Wszystkie sektory, które używają w dużych ilościach, prawdopodobnie wkrótce przesuną się na bezołowiowe, jeśli jeszcze tego nie zrobiły. Poza tym na rynku hobbystów może być za mało, ponieważ różne rządy ustanawiają środki przyjazne dla środowiska.
Podobnie jak w przypadku każdej zmiany, niektóre osoby oprzeć się zastosowaniu lutu bezołowiowego. Jednak przejście na bezpieczniejszą metodę jest konieczne i niewątpliwie nieuniknione w odniesieniu do zdrowia i bezpieczeństwa ludzi.
Zdajemy sobie sprawę, że różne projekty wymagają różnych metod. Dlatego do montażu PCB zapewniamy zarówno ołowiowe, jak i bezołowiowe. Jeśli potrzebujesz którejkolwiek z tych technik, jesteśmy dostępni, aby zaoferować Ci dostosowane usługi! Skontaktuj się z nami już dziś, aby uzyskać bezpłatną ofertę montażu PCB.