Czy technologia bezołowiowa jest lepsza czy gorsza?

Od wielu lat znane są niekorzystne właściwości ołowiu. Pierwiastek ten jest szkodliwy dla zdrowia ludzkiego, a także problematyczny w późniejszym składowaniu odpadów, co ma negatywny wpływ na środowisko naturalne. Dodatkowo konieczność spełniania dyrektyw ROHS i REACH wymusza na producentach urządzeń elektronicznych konieczność  przestawia się na technologię bezołowiową. Czym charakteryzuje się technologia bezołowiowa oraz na czym polega jej wdrażanie w produkcji urządzeń elektronicznych?

 

Ołów wyparty przez inne materiały

Zmiany pojawiają się na etapie nakładania pasty lutowniczej na płyty PCB. Dawniej stosowano pasty zawierające w swoim składzie ołów. Zgodnie z dyrektywami  stopniowo rezygnuje się z tego stopu na rzecz innych materiałów, takich jak srebro, miedź oraz cynk. Prawidłowo przygotowana pasta w połączeniu z nowoczesną technologią lutowania pozwala uzyskać identyczne rezultaty, co w przypadku lutowania ołowiowego.

Stopy bezołowiowe różnią pod względem parametrów niezawodności termomechanicznej. W przypadku delikatnych i drogich podzespołów korzysta się ze srebra. Tam gdzie jest to możliwe, obniża się koszty poprzez wykorzystanie stopów miedzi oraz cynku.

Technologia bezołowiowa w poszczególnych technologiach lutowania

W przypadku montażu powierzchniowego SDM, technologie bezołowiowe nie wymagają wprowadzania żadnych zmian w procesie projektowania oraz produkcji. Pewne zmiany pojawią się natomiast w przypadku lutowania kondensacyjnego oraz montażu przewlekanego THT. Różnica polega na innym sposobie równomiernego rozprowadzania spoiwa lutowniczego. Docelowo chodzi o zmniejszenie amplitudy temperatur na płytce, w trosce o delikatne elementy elektroniczne.

Na co należy zwrócić uwagę w przypadku technologii bezołowiowej?

Stopy bezołowiowe dysponują większym napięciem powierzchniowym, które jest trudniejsze do pełnej kontroli w porównaniu ze stopami ołowiu. W związku z tym, producenci muszą zwrócić uwagę na szereg czynników: rozmiar otworu, rodzaj topnika, bezwładność termiczną, a także profil lutowania. W przypadku stopów miedziowych bardzo istotne jest przeciwdziałanie korozji oraz innym reakcjom chemicznym, które mogą skrócić żywotność układów. W związku z tym, stosuje się inne materiały wykończeniowe na płytce PCB, które nie wchodzą w reakcję ze stopem bezołowiowym.

Technologia bezołowiowa a różnice w jakości

Pierwotnie, wielu producentów obawiało się znacznego spadku jakości produktów elektronicznych, w których wykorzystano technologię bezołowiową. W praktyce, obawy są bezpodstawne, o ile producent zadba o właściwy dobór materiałów, a także należyte parametry procesu montażu, ze szczególnym uwzględnieniem lutowania. Cynk oraz miedź mogą gwarantować równą trwałość, choć uzyskanie oczekiwanych efektów jest nieco trudniejsze niż w przypadku ołowiu.

Ważnym czynnikiem jest również dostosowanie urządzeń odpowiedzialnych za kontrolę jakości gotowych produktów. Różni się nieco proces tworzenia testerów do testów elektrycznych, a także konfiguracja aparatury do testów optycznych. Niemniej jednak, jeśli wszystkie etapy produkcji zostaną przeprowadzone zgodnie ze sztuką, producent uzyska gwarancję wysokiej jakości produktów.

 

Technologia SMD została wprowadzona z myślą o automatycznej i szybkiej produkcji urządzeń elektronicznych. To proces składający się...
Producenci sprzętów elektronicznych muszą stale poszukiwać złotego środka, który połączy wysoką niezawodność, niskie koszty produkcji, wysoką jakość oraz krótszy czas ...
Wdrożenie nowych produktów lub usług na rynek konsumencki to bardzo złożona procedura, na którą składa się szereg skomplikowanych działań. New Product Introduction to procedura wykorzystywana przez czołowych producentów....
Wrażliwa komponenty elektroniczne są narażone na liczne zagrożenia: nadmierną wilgoć, wyładowania elektrostatyczne, czy promieniowanie UV. Aby zwiększyć wytrzymałość ...