แนวทางสำหรับการใช้การประสานตะกั่วและตะกั่วปลอดสารตะกั่ว

ในภูมิทัศน์ที่ซับซ้อนของการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยทางเลือกของเทคโนโลยีการเชื่อมและการประสานไม่ได้เป็นเพียงแค่เทคนิคเป็นการตัดสินใจที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ความน่าเชื่อถือและการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมศูนย์กลางของสิ่งนี้คือการประสาน - สื่อกลางที่หลอมรวมส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ไปยังแผงวงจรคุณสมบัติทางกายภาพองค์ประกอบทางเคมีและความเข้ากันได้ด้านสิ่งแวดล้อมของการประสานมีบทบาทอย่างเด็ดขาดในการกำหนดคุณภาพและอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

บทความนี้เน้นถึงความแตกต่างและผลกระทบเชิงปฏิบัติของสายพันธุ์ตะกั่วและตัวแปรที่ปราศจากตะกั่วเราจะเดินทางจากการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ขององค์ประกอบการประสานไปจนถึงแง่มุมที่กว้างขึ้นของกระบวนการผลิตและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมการวาดภาพที่ครอบคลุมของวิวัฒนาการของเทคโนโลยีบัดกรีและแนวโน้มในอนาคต

ประสานไม่ใช่โลหะผสมโลหะเป็นสื่อกลางที่สำคัญในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ส่วนประกอบที่มีผลผูกพันกับบอร์ดโดยทั่วไปแล้วประกอบด้วยดีบุกตะกั่วทองแดงเงินและองค์ประกอบอื่น ๆ ในอัตราส่วนเฉพาะจุดหลอมละลายต่ำของบัดกรีช่วยให้การหลอมละลายและการละลายใหม่ง่ายขึ้นเพื่อให้มั่นใจถึงการนำไฟฟ้าที่ดีและความเสถียรเชิงกล

ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCBs) ความเชี่ยวชาญในการบัดกรีมักจะมีความหมายเหมือนกันกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์กระบวนการบัดกรีที่ซับซ้อนและเรียกร้องเกี่ยวข้องกับการทำความร้อนโลหะผสมบัดกรีเกินจุดหลอมเหลวและใช้อย่างแม่นยำระหว่างหมุดหรือโอกาสในการขายขององค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์และร่องรอยทองแดงของ PCBกระบวนการนี้ไม่เพียง แต่ต้องใช้การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของวงจรเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป แต่ยังมีความสมดุลอย่างระมัดระวังของเวลาการบัดกรีและปริมาตรเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อทางกลและไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง

เมื่อเย็นตัวบัดกรีจะตกผลึกในสิ่งที่เรียกว่าข้อต่อประสานตัวเชื่อมต่อเหล่านี้สามารถยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และต้องมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอและการนำไฟฟ้าที่ติดทนนานข้อต่อคุณภาพสูงมีลักษณะเป็นพื้นผิวที่เรียบการไม่มีฟองหรือรอยแตกมุมเปียกที่เหมาะสมและการสัมผัสโลหะที่มีความแข็งแกร่งด้วยแผ่นรองและตะกั่วองค์ประกอบของการประสานเทคนิคการเชื่อมและกระบวนการระบายความร้อนล้วนมีความสำคัญต่อความสมบูรณ์ของข้อต่อเหล่านี้

การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและปัญหาสุขภาพได้กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่การเป็นทหารที่ไม่มีตะกั่วในขณะที่การประสานแบบดั้งเดิมมักจะรวมถึงตะกั่วแนวโน้มในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยเอนไปสู่ทางเลือกที่ปราศจากตะกั่วมากขึ้นเรื่อย ๆสารทดแทนเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นดีบุกและเสริมด้วยเงินทองแดงหรือโลหะอื่น ๆ สะท้อนจุดหลอมเหลวและคุณสมบัติของทหารแบบดั้งเดิมในขณะที่สอดคล้องกับมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม

การแบ่งแยกของการเลือกประสานและเทคนิคการบัดกรีเกี่ยวกับคุณภาพโดยรวมและความน่าเชื่อถือของการผลิตทางอิเล็กทรอนิกส์นั้นลึกซึ้งเนื่องจากความต้องการด้านประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือและการดูแลสิ่งแวดล้อมก็เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นนวัตกรรมในเทคโนโลยีการประสานและกระบวนการเชื่อม

ในโลกที่มีหลายแง่มุมของการผลิตอิเล็กทรอนิกส์มีการประสานประเภทมากมายแต่ละประเภทมีชุดแอพพลิเคชั่นและลักษณะเฉพาะของตัวเองแกนกลางในหมู่พวกเขาคือการบัดกรีลวดและบัดกรีวางซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมและวิธีการบัดกรีที่แตกต่างกัน

ลวดบัดกรีลวดโลหะผสมเรียวมีการใช้อย่างกว้างขวางในการบัดกรีด้วยตนเองโดยทั่วไปแล้วการผสมผสานของดีบุกและตะกั่วก็มีให้เลือกใช้ในสายพันธุ์ที่ปราศจากตะกั่วด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของมันแตกต่างกันไปช่วยให้สามารถเลือกได้ตามความละเอียดของวัตถุเชื่อมมันทำงานควบคู่กับการบัดกรีหัวแร้งเชี่ยวชาญในการเชื่อมต่อส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์กับ PCB อย่างแม่นยำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างต้นแบบการซ่อมแซมหรือการผลิตขนาดเล็กความเก่งกาจของมันจะส่องผ่านความต้องการการเชื่อมที่หลากหลาย

จากนั้นก็มีการบัดกรี - การปรุงของอนุภาคประสานขนาดเล็กและฟลักซ์ต้องใช้เวทีกลางใน Surface Mount Technology (SMT) ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่และอัตโนมัติใน SMT การวางนี้จะถูกนำไปใช้อย่างพิถีพิถันกับพื้นที่ PCB ที่แม่นยำโดยใช้ลายฉลุหรือเครื่องจ่ายส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะถูกวางไว้บนโซนเคลือบเคลือบเหล่านี้จากนั้นบอร์ดจะเข้าสู่เตาอบรีดว์;ลำดับความร้อนเกิดขึ้นทำให้อนุภาคประสานเล็ก ๆ หลอมรวมกันเพื่อสร้างพันธะไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง

องค์ประกอบและคุณภาพของบัดกรีวางเป็นสิ่งสำคัญยิ่งใน SMTการวางบัดกรีในอุดมคติควรแสดงความสามารถในการพิมพ์ที่ยอดเยี่ยมแทคที่เพียงพอเพื่อรักษาความปลอดภัยส่วนประกอบการเปียกที่เหนือกว่าสำหรับการก่อตัวของข้อต่อที่แข็งแกร่งและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่แข็งแกร่งสูตรของมันยังต้องพิจารณาการปั่นจักรยานความร้อนและความเข้ากันได้ของกระบวนการบัดกรีกับ PCB และวัสดุส่วนประกอบ

ดังนั้นการบัดกรีลวดและบัดกรีวางเป็นสองเสาหลักในการผลิตแบบบัดกรีการผลิตอิเล็กทรอนิกส์การเลือกระหว่างพวกเขาไม่เพียง แต่ในระดับระบบอัตโนมัติและปริมาณงานของกระบวนการ แต่ยังรวมถึงค่าใช้จ่ายการควบคุมคุณภาพและการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมเนื่องจากความต้องการความแม่นยำและความน่าเชื่อถือในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ก็สูงขึ้นเช่นกันแรงผลักดันสำหรับนวัตกรรมและการปรับปรุงเทคโนโลยีการประสาน

ในการประยุกต์ใช้การบัดกรีของบอร์ดวงจรในทางปฏิบัติการตัดสินใจระหว่างการประสานตะกั่วและการบัดกรีที่ปราศจากตะกั่วขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งทางเทคนิคและการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมการประสานแต่ละประเภทมีคุณสมบัติทางกายภาพแอปพลิเคชันเฉพาะและผลกระทบสิ่งแวดล้อม

การประสานตะกั่วโดยทั่วไปจะเป็นการผสมผสานของดีบุก (SN) และตะกั่ว (PB) ในสัดส่วนเช่นโลหะผสม SN63PB37 ทั่วไปที่มีจุดหลอมเหลว 183 ° C มีข้อได้เปรียบบางประการจุดหลอมละลายที่ต่ำกว่าช่วยให้การบัดกรีที่อุณหภูมิลดลงลดความเครียดจากความร้อนบนแผงวงจรและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนการลดลงของความเครียดจากความร้อนนี้จะช่วยลดโอกาสในการดัดงอแผ่นและการแยกชั้นจึงช่วยเสริมความน่าเชื่อถือโดยรวมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยิ่งไปกว่านั้นคุณสมบัติการเปียกที่เหนือกว่าของ Lead Bolder ให้ความราบรื่นขึ้นข้อต่อประสานที่สว่างกว่าการทำให้การตรวจสอบและซ่อมแซมง่ายขึ้น

อย่างไรก็ตามภูมิทัศน์เปลี่ยนไปเมื่อพิจารณากฎระเบียบระหว่างประเทศเช่นคำสั่งอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (WEEE) และข้อ จำกัด ของสารอันตราย (ROHS)สิ่งเหล่านี้ได้ลดลงหรือห้ามใช้การใช้งานในสถานการณ์เฉพาะโดยอ้างถึงความเป็นพิษและความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาวดังนั้นอุตสาหกรรมที่หมุนไปสู่การบัดกรีที่ปราศจากตะกั่วส่วนใหญ่ประกอบด้วยดีบุก (SN), ทองแดง (CU), เงิน (AG), นิกเกิล (NI) และสังกะสี (ZN), โลหะผสมทองคำขาวเช่น SN99.3CU0.7 เป็นที่แพร่หลายโดยทั่วไปแล้วทหารที่ไม่มีตะกั่วจะมีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่ามักจะเกิน 217 ° C ซึ่งจำเป็นต้องมีอุณหภูมิการบัดกรีเพิ่มขึ้นและอาจเพิ่มความเครียดจากความร้อนบนแผงวงจร

การประสานที่ปราศจากตะกั่วในขณะที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมความแตกต่างนี้อาจส่งผลกระทบต่อความราบรื่นของข้อต่อประสานเพื่อเพิ่มความสามารถในการเปียกน้ำและการเกิดออกซิเดชันการต่อสู้การพึ่งพาฟลักซ์มากขึ้นมักจะเป็นสิ่งจำเป็นความท้าทายเพิ่มเติมที่มีการประสานตะกั่วปราศจากความซับซ้อนของการตรวจสอบข้อต่อประสานและข้อกังวลเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือร่วมกันในระยะยาว

การเลือกระหว่างการประสานตะกั่วและการประสานตะกั่วไม่เพียง แต่ขับเคลื่อนโดยกระบวนการเชื่อมหรือแอปพลิเคชันผลิตภัณฑ์ แต่ยังรวมถึงกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและความต้องการของตลาดในขณะที่เทคโนโลยีการประสานที่ปราศจากตะกั่วมีวิวัฒนาการประสิทธิภาพการทำงานของมันจะดีขึ้นอย่างต่อเนื่องอย่างไรก็ตามในแอปพลิเคชันที่น่าเชื่อถือสูงการประสานตะกั่วยังคงมีความเกี่ยวข้องอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์จะต้องพัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมอย่างต่อเนื่องโดยมุ่งมั่นที่จะสอดคล้องกับมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และความน่าเชื่อถือ

4.1 ประสานตะกั่วฟรี

จุดหลอมเหลว: โดยทั่วไปจะเกิน 217 ° C, วางตัวอยู่เหนือ 20 ° C ถึง 40 ° C เหนือตัวแปรตะกั่วดังนั้นการบัดกรีจึงจำเป็นต้องมีอุณหภูมิการรีฟวี่สูงสุดสูงกว่าซึ่งมักจะอยู่ระหว่าง 245 ° C ถึง 260 ° Cอุณหภูมิดังกล่าวอาจเกินขีดจำกัดความอดทนทางความร้อนของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์บางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ICS และองค์ประกอบที่มีความแม่นยำสูงสิ่งนี้จำเป็นต้องมีการเลือกอย่างพิถีพิถันของการประสานที่ปราศจากตะกั่วโดยคำนึงถึงการต่อต้านความร้อนของส่วนประกอบ

คุณสมบัติการเปียก: สิ่งเหล่านี้มักจะด้อยกว่าทหารที่มีตะกั่วปัญหาเช่นข้อต่อบัดกรีที่ไม่สมบูรณ์และการเชื่อมต่อประสานหรือแม้กระทั่งการก่อตัวของหลุมอาจเกิดขึ้นการต่อสู้กับสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำระยะเวลาการรีฟลิ่งขยายหรือการประยุกต์ใช้ฟลักซ์ที่เฉพาะเจาะจง

ความต้านทานความร้อนและความน่าเชื่อถือ: ในการตั้งค่าที่อุณหภูมิสูงการประสานที่ปราศจากตะกั่วสามารถกระตุ้นให้อายุความร้อนวัสดุแปรปรวนเช่นเรซินและฟอยล์ทองแดงบนแผงวงจรเมื่อเวลาผ่านไปสิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ทางกายภาพและไฟฟ้าของคณะกรรมการซึ่งเป็นการทำลายความน่าเชื่อถือ

ข้อกำหนดของอุปกรณ์: การจัดเลี้ยงความต้องการความร้อนที่สูงขึ้นของการประสานที่ปราศจากตะกั่วอุปกรณ์บัดกรีจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิและความเสถียรทางความร้อนสิ่งนี้อาจบังคับให้ บริษัท ต่างๆลงทุนในอุปกรณ์ที่ทันสมัยหรืออัพเกรดอุปกรณ์ที่มีอยู่ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น

ความทนทานในระยะยาวและความต้านทานการกัดกร่อน: การประสานที่ปราศจากตะกั่วจะสำคัญกว่าในการต่อต้านการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนสิ่งนี้จะเพิ่มเสถียรภาพในระยะยาวของข้อต่อประสานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ต้นทุน-ประสิทธิผลของกระบวนการผลิต: กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการบัดกรีที่ปราศจากตะกั่วกำลังค่อยๆลดต้นทุน

4.2 ประสานตะกั่ว

จุดหลอมเหลว: โดยทั่วไปประมาณ 183 ° Cจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าช่วยลดอุณหภูมิการบัดกรีลดความเสี่ยงของการสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบที่ไว

ประสิทธิภาพการเปียก: ประสิทธิภาพการเปียกที่เหนือกว่าช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อต่อประสานที่สมบูรณ์มากขึ้นจึงลดความผิดพลาดในการเชื่อม

ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ: การมีตะกั่วสุขภาพและอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่รู้จักการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภคถูก จำกัด มากขึ้นโดยคำสั่งเช่น ROHS (การ จำกัด คำสั่งสารอันตราย)การเปิดรับสารตะกั่วเป็นเวลานานสามารถนำไปสู่ปัญหาด้านระบบประสาทและสุขภาพอื่น ๆ

ต้นทุน-ประสิทธิผลของกระบวนการผลิต: จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าและความสามารถในการเปียกน้ำที่ยอดเยี่ยมของการประสานการประสานงานนำเสนอต้นทุนและผลประโยชน์การใช้งาน

ทางเลือกระหว่างบานพับประสานตะกั่วและตะกั่วไม่เพียง แต่เกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพและทางเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความต้องการการใช้ผลิตภัณฑ์ความแตกต่างของกระบวนการผลิตข้อ จำกัด ด้านสิ่งแวดล้อมและการพิจารณาสุขภาพระยะยาวและการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์เผชิญกับความท้าทายในการปรับแต่งกระบวนการเชื่อมและอุปกรณ์อย่างต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือท่ามกลางมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้น

กระนั้นการใช้สารตะกั่วที่เป็นพิษนำไปสู่การนำเสนอสุขภาพที่ร้ายแรงและปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมการรับรู้ที่เพิ่มขึ้นและการควบคุมความเป็นพิษของตะกั่วและการสะสมทางชีวภาพได้นำไปสู่กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศที่เพิ่มขึ้นเช่นการ จำกัด สารอันตรายของสหภาพยุโรป (ROHS) การ จำกัด หรือห้ามทหารที่มีตะกั่วสิ่งนี้เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีการประสานที่ปราศจากตะกั่วซึ่งยังคงพยายามปรับปรุงในพื้นที่ประสิทธิภาพบางอย่าง

การตัดสินใจระหว่างทหารที่นำไปสู่ตะกั่วและตะกั่วนั้นเกี่ยวข้องกับการชั่งน้ำหนักข้อได้เปรียบและข้อเสียโดยพิจารณาจากข้อกำหนดการใช้งานของผลิตภัณฑ์ลักษณะของกระบวนการผลิตและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องปรับปรุงเทคโนโลยีการประสานที่ปราศจากตะกั่วอย่างต่อเนื่องและสมดุลประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ด้วยมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดตัวเลือกของบานพับบัดกรีนี้ไม่เพียง แต่เกี่ยวกับประสิทธิภาพทางเทคนิค แต่ยังรวมถึงผลกระทบด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อมเมื่อความเข้าใจถึงผลข้างเคียงของการบัดกรีที่มีตะกั่วก็เพิ่มขึ้นผู้ผลิตจึงเลือกประสานงานที่ปราศจากตะกั่วมากขึ้นโดยสอดคล้องกับกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศที่เข้มงวดมากขึ้นและการพิจารณาสุขภาพ

โดยทั่วไปแล้วทหารที่มีเนื้อหาดีบุกที่สูงกว่าแสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้นข้อได้เปรียบสำหรับ PCBs ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือกัดกร่อนเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์และอุปกรณ์สื่อสารกลางแจ้งความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้นนี้ยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมและรักษาความน่าเชื่อถือการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอย่างไรก็ตามโดยทั่วไปแล้วทหารที่ไม่มีตะกั่วจะมีช่วงการหลอมละลายที่กว้างขึ้นระหว่าง 217 ° C และ 227 ° C สูงกว่าทหารที่มีตะกั่วแบบดั้งเดิมเช่น SN63PB37สิ่งนี้จำเป็นต้องมีอุณหภูมิการบัดกรีที่สูงขึ้นเสี่ยงต่อความเสียหายทางความร้อนมากขึ้นต่อ PCBs และส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนเช่นแผงวงจรการแปรปรวนการแยกชั้นและการขยายตัวทางความร้อนของสายทองแดงดังนั้นการเปลี่ยนไปใช้การประสานที่ปราศจากตะกั่วจึงต้องมีการออกแบบกระบวนการบัดกรีใหม่โดยใช้วัสดุและส่วนประกอบที่ทนความร้อนได้มากขึ้น

ความแตกต่างในการต้านทานการกัดกร่อนและจุดหลอมเหลวระหว่างการประสานที่มีตะกั่วและตะกั่วที่ปราศจากตะกั่วส่งผลกระทบอย่างมากต่อการออกแบบการผลิตและประสิทธิภาพระยะยาวของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้ผลิตจะต้องพิจารณาสภาพแวดล้อมแอปพลิเคชันข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพความคุ้มค่าและผลกระทบด้านสุขภาพ/สิ่งแวดล้อมเมื่อเลือกบัดกรีในขณะที่วัสดุและเทคโนโลยีใหม่มีวิวัฒนาการมามีการคาดการณ์ว่าจะมีตัวเลือกการประสานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพสูงมากขึ้นตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับทั้งความยั่งยืน

ทหารนำและตะกั่วปลอดสารตะกั่วแต่ละลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ในปัจจุบันและเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคที่แตกต่างกันและข้อ จำกัด ของแอปพลิเคชันความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อการออกแบบผลิตภัณฑ์กระบวนการผลิตและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมการประสานตามตะกั่วที่มีชื่อเสียงในด้านการใช้งานง่ายและจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่ายังคงเป็นวัตถุดิบในสถานการณ์การผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปจุดหลอมละลายที่ต่ำกว่าซึ่งเป็นตัวอย่างโดยการหลอมโลหะผสม SN63PB37 ที่อุณหภูมิ 183 ° C ช่วยลดความเครียดจากความร้อนบนแผงวงจรและส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนซึ่งจะช่วยลดโอกาสของข้อบกพร่องที่เกิดจากความร้อนเช่นการแปรปรวนนอกจากนี้ความสามารถในการเปียกที่เหนือกว่าของ Lead Bolder ทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลและการประสานที่แข็งแกร่งและแข็งแกร่งมากขึ้น

อย่างไรก็ตามด้วยการเพิ่มขึ้นของจิตสำนึกด้านสิ่งแวดล้อมและการบังคับใช้กฎระเบียบระหว่างประเทศเช่น ROHS Directive การใช้ประโยชน์จากการประสานที่มีตะกั่วได้ถูกลดทอนลงอย่างเข้มงวดกฎระเบียบเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการใช้สารตะกั่วและสารอันตรายอื่น ๆ การปกป้องสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมดังนั้นการประสานที่ปราศจากตะกั่วจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นในภูมิภาคที่ปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้แม้จะมีประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยด้านสุขภาพที่ชัดเจน แต่ความท้าทายทางเทคนิคของการบัดกรีที่ปราศจากตะกั่วนั้นไม่น่ารังเกียจโดยทั่วไปแล้วจุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นมักจะเกิน 217 ° C ความต้องการอุณหภูมิการบัดกรีที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้ความเครียดจากความร้อนเพิ่มขึ้นบนกระดานและส่วนประกอบความสามารถในการเปียกที่ด้อยกว่าของการประสานงานที่ปราศจากตะกั่วอาจนำไปสู่คุณภาพของการประสานที่ไม่สอดคล้องกันและรวมความซับซ้อนของกระบวนการบัดกรีนอกจากนี้ยังมีความอ่อนไหวต่อการก่อตัวของเงินฝากซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือและความสวยงามของข้อต่อประสาน

การเปลี่ยนไปใช้การประสานที่ปราศจากตะกั่วผู้ผลิตหลายรายต้องปรับปรุงขั้นตอนการบัดกรีของพวกเขาใหม่แผงวงจรและส่วนประกอบสำหรับอุณหภูมิการบัดกรีที่สูงขึ้นและใช้เทคนิคการบัดกรีขั้นสูงเพื่อต่อต้านปัญหาการเปียกและการก่อตัวร่วมที่ไม่ดีในขณะที่การเปลี่ยนแปลงนี้จำเป็นต้องมีการลงทุนเพิ่มเติมในเวลาและค่าใช้จ่าย แต่ก็แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ร่วมสมัยซึ่งจัดลำดับความสำคัญของการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมสุขภาพและความปลอดภัย

การเลือกระหว่างการประสานตะกั่วและตะกั่วที่ปราศจากตะกั่วในการใช้งานจริงขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ รวมถึงข้อกำหนดการใช้ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการผลิตและการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวัสดุอย่างต่อเนื่องประสิทธิภาพของทหารที่ปราศจากตะกั่วคาดว่าจะปรับปรุงให้ดีขึ้นสอดคล้องกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับความรับผิดชอบที่มีคุณภาพและสิ่งแวดล้อมสูง

ในระหว่างกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) การเลือกประสานที่เหมาะสมมีบทบาทชี้ขาดในการสร้างความมั่นใจในคุณภาพการบัดกรีและการทำงานโดยรวมของ PCBทั้งการประสานงานตะกั่วและตะกั่วที่ไม่ได้ให้อิทธิพลที่แตกต่างกันในแอพพลิเคชั่นการบัดกรีที่หลากหลายไม่เพียง แต่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการบัดกรี แต่ยังรวมถึงเค้าโครงแผงวงจรการเลือกส่วนประกอบและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การบัดกรีของคลื่นซึ่งเป็นเทคนิคที่แพร่หลายสำหรับการประกอบส่วนประกอบผ่านหลุมเกี่ยวข้องกับการส่งผ่าน PCB ผ่านคลื่นของการประสานที่หลอมเหลววิธีนี้ใช้ประโยชน์จากการกระทำของเส้นเลือดฝอยและแรงโน้มถ่วงสำหรับการไหลของการไหลเข้าสู่ vias และแผ่นรองการประสานตะกั่วซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องของจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่านั้นเป็นข้อได้เปรียบในการบัดกรีของคลื่นซึ่งส่วนใหญ่จะช่วยลดความเครียดจากความร้อนบน PCBยิ่งไปกว่านั้นคุณสมบัติการเปียกที่เหนือกว่าของมันช่วยให้การก่อตัวของข้อต่อประสานที่เรียบและสม่ำเสมออย่างไรก็ตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมมีความจำเป็นมากขึ้นเรื่อย ๆ ในการยอมรับการบัดกรีที่ปราศจากตะกั่วในการบัดกรีคลื่นทางเลือกนี้ซึ่งมีจุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำยิ่งขึ้นเพื่อป้องกันความเสียหายของ PCB เนื่องจากความร้อนสูงเกินไป

การบัดกรีผ่านหลุมซึ่งเป็นวิธีที่แพร่หลายอีกวิธีหนึ่งโดยทั่วไปจะเชื่อมต่อพินส่วนประกอบกับ PCBsการใช้บัดกรีที่ปราศจากตะกั่วในเทคนิคนี้เป็นชุดของความท้าทายของตัวเองรวมถึงสิ่งที่จำเป็นสำหรับอุณหภูมิการหลอมละลายที่สูงขึ้นและลดความสามารถในการเปียกปัญหาเหล่านี้สามารถนำไปสู่การก่อตัวของการประสานที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งจะยกระดับโอกาสในการบัดกรีข้อบกพร่องเมื่อใช้การประสานตะกั่วแบบไม่ใช้ตะกั่วพารามิเตอร์การเชื่อมเช่นอุณหภูมิเวลาและปริมาณการประสานต้องการการควบคุมอย่างพิถีพิถันเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและความน่าเชื่อถือของข้อต่อ

ผู้ผลิต PCB จะต้องมีน้ำหนักหลายปัจจัยในการตัดสินใจระหว่างการประสานตะกั่วหรือตะกั่วการตัดสินใจครั้งนี้ครอบคลุมการพิจารณาของเค้าโครงกระดานวงจรความไวต่อความร้อนของส่วนประกอบที่เลือกและสภาพแวดล้อมการใช้งานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตัวอย่างเช่นการออกแบบแผงวงจรที่มีความหนาแน่นหรือไวต่อความร้อนด้วยการประสานที่ปราศจากตะกั่วอาจทำให้การวางแผนชั้นที่ซับซ้อนมากขึ้นและกลยุทธ์การจัดการความร้อนเพื่อลดความเสี่ยงของความเสียหายทางความร้อนจากอุณหภูมิการบัดกรีที่สูงขึ้น

ในระหว่างการเชื่อมที่ซับซ้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เราจัดการกับความเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นนับไม่ถ้วนและอันตรายด้านความปลอดภัยดังนั้นการป้องกันความปลอดภัยจะต้องวางไว้ในระดับแนวหน้าของลำดับความสำคัญของเราการบรรลุกระบวนการเชื่อมที่ปลอดภัยนั้นไม่ใช่ความสำเร็จเล็กน้อยจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันที่ครอบคลุมรวมถึง แต่ไม่ จำกัด เฉพาะการป้องกันส่วนบุคคลการจัดการอย่างพิถีพิถันของสภาพแวดล้อมการทำงานและการเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับวัสดุและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง

ขั้นตอนแรกในการดำเนินการเชื่อมคือการเลือกอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสม (PPE) ที่เหมาะสมอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลเป็นมากกว่าเพียงแค่แว่นตาความปลอดภัยสามขั้นพื้นฐานถุงมือทนความร้อนและรองเท้าปิดด้วยเท้านอกจากนี้ยังครอบคลุมเสื้อผ้าพิเศษเพื่อป้องกันการเชื่อมประกายไฟและในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องใช้เครื่องช่วยหายใจที่เหมาะสมกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้เครื่องช่วยหายใจมีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกระบวนการบัดกรีเกี่ยวข้องกับวัสดุเช่นประสานที่มีตะกั่วซึ่งมีชื่อเสียงในการปล่อยควันและก๊าซที่เป็นอันตราย

ในระหว่างการเชื่อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการใช้อุปกรณ์เชื่อมขนาดใหญ่ที่อุดหูหรือหูคอลที่มีขนาดใหญ่ควรเป็นเครื่องแต่งกายมาตรฐานเพื่อป้องกันความเสียหายที่เกิดจากเสียงรบกวนการจัดการความปลอดภัยของสภาพแวดล้อมการทำงานมีความสำคัญเท่าเทียมกันที่สำคัญคือการทำให้มั่นใจได้ว่าการระบายอากาศที่ดีที่สุดซึ่งจะช่วยลดการสูดดมควันและก๊าซที่เป็นพิษพื้นที่การเชื่อมควรติดตั้งระบบระบายอากาศและระบบไอเสียที่มีประสิทธิภาพซึ่งเสริมด้วยเครื่องฟอกอากาศเพื่อลดความเสี่ยงของไฟที่เกิดจากการสะสมของวัสดุไวไฟเราต้องทำให้พื้นที่ทำงานแห้งและจัดระเบียบ

ในแง่ของการใช้อุปกรณ์เราควรปฏิบัติตามขั้นตอนการดำเนินงานอย่างเคร่งครัดซึ่งรวมถึงการจัดการเตารีดบัดกรีที่ถูกต้องครอบคลุมความร้อนการทำงานและขั้นตอนการระบายความร้อนความเสถียรของชิ้นงานเชื่อมในระหว่างการดำเนินการเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการสัมผัสกับแหล่งความร้อนโดยไม่ได้ตั้งใจหลังการผ่าตัดทำให้มั่นใจได้ว่าหัวแร้งและเครื่องมืออื่น ๆ ถูกปิดอย่างปลอดภัยและได้รับอนุญาตให้เย็นลงอย่างเพียงพอเป็นกุญแจสำคัญในการหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บจากการเผาไหม้

ในโครงการเชื่อมใด ๆ เราต้องเข้าใจวัสดุและอุปกรณ์และความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นก่อนความรู้นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับการประสานที่มีตะกั่วซึ่งเรียกร้องให้มีมาตรการความปลอดภัยเพิ่มเติมการทำความเข้าใจองค์ประกอบของการประสานเป็นพื้นฐานนอกจากนี้การมีความเชี่ยวชาญในการทำงานที่ปลอดภัยของอุปกรณ์เชื่อมต่างๆและขั้นตอนการตอบสนองฉุกเฉินเป็นกุญแจสำคัญในการเชื่อมความปลอดภัย

มาตรการด้านความปลอดภัยในการเชื่อมไม่ได้เป็นเพียงไม่กี่ขั้นตอนพวกเขาสร้างระบบที่ซับซ้อนและหลายชั้นระบบนี้ครอบคลุมการป้องกันส่วนบุคคลการจัดการอย่างขยันขันแข็งของสภาพแวดล้อมการทำงานการยึดมั่นอย่างเข้มงวดกับโปรโตคอลการทำงานของอุปกรณ์และความรู้ด้านความปลอดภัยของวัสดุอย่างลึกซึ้งด้วยการใช้มาตรการอย่างละเอียดเหล่านี้ความเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นและอันตรายจากความปลอดภัยในการเชื่อมสามารถลดลงได้อย่างมาก

การวิเคราะห์โดยละเอียดพบว่าทั้งทหารนำและตะกั่วไม่มีบทบาทสำคัญในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์การประสานตะกั่วซึ่งเป็นที่โปรดปรานสำหรับคุณสมบัติการเปียกที่ยอดเยี่ยมและจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่ายังคงแพร่หลายในแอปพลิเคชันจำนวนมากอย่างไรก็ตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม จำกัด การใช้งานมากขึ้นในทางกลับกันการบัดกรีที่ปราศจากตะกั่วแม้จะมีความท้าทายทางเทคนิคเบื้องต้นเช่นจุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นและปัญหาความสามารถในการเปียกน้ำได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีกำลังเพิ่มประสิทธิภาพทำให้เป็นที่นิยมมากขึ้นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยในการเชื่อมเป็นองค์ประกอบสำคัญของกระบวนการผลิตพวกเขาครอบคลุมการป้องกันส่วนบุคคลรักษาความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมการทำงานและการจัดการวัสดุและอุปกรณ์อย่างปลอดภัยการเติบโตของอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่เพียง แต่มีผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และความน่าเชื่อถือนอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับการจัดแนวกับแนวโน้มการป้องกันสิ่งแวดล้อมการจัดตำแหน่งนี้จำเป็นต้องมีวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องและการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการเชื่อมและกระบวนการวิวัฒนาการนี้เป็นประโยชน์ต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์

เมื่อมองถึงอนาคตเมื่อวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ ๆ เกิดขึ้นเราคาดว่าจะมีการพัฒนาตัวเลือกการประสานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพสูงกว่าความก้าวหน้าเหล่านี้คาดว่าจะผลักดันอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ไปสู่ระดับประสิทธิภาพและความยั่งยืนในระดับสูง