सीसा रहित सोल्डरिंग प्रौद्योगिकियां: सैक सोल्डर और प्रवाहकीय चिपकने वाले

दशकों से, लेड-टिन सोल्डर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों, सोल्डर मुद्रित सर्किट बोर्डों को सुरक्षित करने के लिए किया जाता है। लेड के उपयोग से जुड़े गंभीर प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों ने इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में लेड सोल्डर के विकल्प खोजने के लिए जोरदार प्रयास किए हैं। वैज्ञानिक अब मानते हैं कि उन्होंने कुछ आशाजनक संभावनाओं की खोज की है: मिश्र धातुओं और बहुलक रचनाओं से बने वैकल्पिक सोल्डर जिन्हें प्रवाहकीय गोंद के रूप में जाना जाता है।

सोल्डरिंग इलेक्ट्रॉनिक्स मैन्युफैक्चरिंग की रीढ़ है। सोल्डर के रूप में सीसा एकदम सही था। यकीनन, सभी इलेक्ट्रॉनिक्स को गलनांक और सीसे के भौतिक गुणों के आसपास डिज़ाइन किया गया है। मेरा नेतृत्व - प्लास्टिक सामग्री, अटूट और इसलिए इसके साथ काम करना आसान है। जब लेड को टिन के साथ सही अनुपात (63% टिन और 37% लेड) में मिलाया जाता है, तो मिश्र धातु का गलनांक 183 डिग्री सेल्सियस कम होता है, जो एक और फायदा है।

कम तापमान पर काम करते समय टांका लगाने की प्रक्रिया संयुक्त उत्पादन तकनीक पर बेहतर नियंत्रण होता है, जबकि वेल्डेड तत्व सबसे छोटे तापमान विचलन के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं। कम तापमान का मतलब उपकरण और सामग्रियों (पीसीबी और घटकों) पर कम तनाव भी है जो असेंबली के दौरान गर्म हो जाते हैं, और कम गर्मी-अप और कूल-डाउन समय के कारण इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माण में उच्च उत्पादकता होती है।

यूरोप में इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के लिए सीसा रहित सोल्डर का उपयोग शुरू करने के लिए मुख्य प्रोत्साहन यूरोपीय संघ द्वारा लगाया गया सीसा प्रतिबंध था। खतरनाक पदार्थ निर्देश प्रतिबंध के तहत, 1 जुलाई 2006 तक सीसा को अन्य पदार्थों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना था (निर्देश पारा, कैडमियम, हेक्सावलेंट क्रोमियम और अन्य विषाक्त पदार्थों पर भी प्रतिबंध लगाता है)।

सीसा युक्त सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर अब यूरोप में प्रतिबंध लगा दिया गया है। इस संबंध में, जल्द या बाद में रूस को भी इलेक्ट्रॉनिक्स में सीसा रहित कनेक्शन प्रौद्योगिकियों पर स्विच करना होगा।

पर्यावरणीय दृष्टिकोण से लेड अपने आप में कोई समस्या नहीं है, जब तक कि यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में निहित है। हालाँकि, जब इलेक्ट्रॉनिक घटक लैंडफिल में समाप्त हो जाते हैं, तो लैंडफिल मिट्टी से और पीने के पानी में सीसा बह सकता है। जिन देशों में ई-कचरा बड़े पैमाने पर आयात किया जाता है, वहां जोखिम बढ़ जाता है।

चीन में, उदाहरण के लिए, सुरक्षात्मक उपकरण के बिना श्रमिक, जिनमें कई बच्चे शामिल हैं, इलेक्ट्रॉनिक घटकों से पुनरावर्तनीय सामग्रियों को अलग करने (सोल्डरिंग) में लगे हुए हैं। रूस में, आज भी, गैर-स्वचालित इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माण में लीड सोल्डर बहुत आम हैं।

निम्न स्तर पर भी मानव स्वास्थ्य पर सीसा के हानिकारक प्रभाव सर्वविदित हैं: तंत्रिका और पाचन तंत्र के विकार, विशेष रूप से बच्चों में उच्चारित, और शरीर में सीसे की जमा होने की क्षमता, जिससे गंभीर विषाक्तता होती है।

इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माताओं ने 1990 की शुरुआत में वैकल्पिक सोल्डरों की तलाश शुरू कर दी थी, जब अमेरिका में सीसा पर प्रतिबंध लगाने के अब-अनुमोदित प्रस्तावों पर चर्चा की गई थी। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के विशेषज्ञों ने 75 वैकल्पिक सोल्डरों की समीक्षा की और उस सूची को घटाकर आधा दर्जन कर दिया।

अंत में, 95.5% टिन, 3.9% चांदी और 0.6% तांबे का एक संयोजन, जिसे एसएसी ग्रेड सोल्डर (तत्वों के पहले अक्षरों का संक्षिप्त नाम Sn, Ag, Cu) के रूप में भी जाना जाता है, को चुना गया, जो अधिक विश्वसनीयता और आसानी प्रदान करता है। सीसा-सीसा सोल्डर के प्रतिस्थापन के रूप में संचालन। SAC सोल्डर का गलनांक 217 डिग्री है, यह पारंपरिक लेड-लीड सोल्डर (183 ... 260 डिग्री) के गलनांक के करीब है।

स्क्रूलेस सोल्डर

SAC सोल्डर आज अपतटीय उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। नए प्रकार के सोल्डर पेश करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स कंपनियों की ओर से काफी मेहनत की गई है। विशेषज्ञ चिंतित थे कि सीसा रहित सोल्डरों की शुरूआत के प्रारंभिक चरण में, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की विफलता दर में वृद्धि संभव थी।

इस संबंध में, लोगों के जीवन और सुरक्षा में शामिल उपकरण, उदाहरण के लिए, अस्पतालों के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स, पुरानी तकनीकों का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं। लेड सोल्डर पर प्रतिबंध भी अभी मोबाइल फोन और डिजिटल कैमरों पर लागू नहीं होता है। नए चांदी-आधारित सोल्डरों की पूर्ण सुरक्षा के बारे में भी कोई निश्चित उत्तर नहीं है - यह धातु जलीय जंतुओं के लिए विषैली है।

अनलेडेड फ्लक्स

अनुभाग। 1.कुछ सैक सोल्डर और टिन-लीड सोल्डर की तुलनात्मक विशेषताएं

सोल्डरिंग लेड सोल्डर का एक अधिक साहसी प्रायोगिक विकल्प विद्युत प्रवाहकीय चिपकने का उपयोग है... ये पॉलिमर, सिलिकॉन या पॉलियामाइड हैं जिनमें धातुओं के छोटे गुच्छे होते हैं, जो अक्सर चांदी के होते हैं। पॉलिमर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को गोंद करते हैं और धातु के गुच्छे बिजली का संचालन करते हैं।

ये चिपकने वाले फायदे की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करते हैं। चांदी की विद्युत चालकता बहुत अधिक होती है और इसका विद्युत प्रतिरोध कम होता है। पीसीबी असेम्बली एडहेसिव लगाने के लिए आवश्यक तापमान लेड-आधारित सोल्डर के लिए आवश्यक तापमान से बहुत कम (150 डिग्री) होता है। इसलिए, सबसे पहले, बिजली की बचत होती है, और दूसरी बात, इलेक्ट्रॉनिक घटक कम ताप के संपर्क में आते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनकी विश्वसनीयता बढ़ जाती है।

इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में चिपकने वाले और कोटिंग प्रौद्योगिकियों पर चौथे अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन में 2000 में प्रस्तुत फिनिश शोध से पता चलता है कि विद्युत प्रवाहकीय चिपकने वाले पारंपरिक सोल्डरों की तुलना में भी मजबूत बंधन बनाते हैं।

यदि वैज्ञानिक ऐसे चिपकने की विद्युत चालकता बढ़ाने में कामयाब होते हैं, तो वे पारंपरिक सोल्डर को पूरी तरह से बदल सकते हैं। अब तक, इन सामग्रियों का उपयोग कम संख्या में छोटे संवाहक यौगिकों के लिए किया गया है एम्परेज - सोल्डरिंग लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले और क्रिस्टल के लिए। इस क्षेत्र में अनुसंधान डाइकारबॉक्सिलिक एसिड अणुओं को जोड़ने पर केंद्रित है, जो चांदी के गुच्छे के बीच एक संबंध प्रदान करते हैं और तदनुसार सामग्री की विद्युत चालकता को बढ़ाते हैं।

जब घटकों को 150 डिग्री से ऊपर गर्म किया जाता है तो विद्युत प्रवाहकीय चिपकने के साथ एक गंभीर समस्या संभावित विनाश है।विद्युत प्रवाहकीय चिपकने के बारे में अन्य चिंताएँ हैं। समय के साथ, बिजली का संचालन करने के लिए चिपकने की क्षमता कम हो जाती है। और जो पानी बहुलक अवशोषित कर सकता है वह जंग का कारण होगा। जब ऊंचाई से गिराया जाता है, चिपकने वाले भंगुर गुण प्रदर्शित करते हैं, और भविष्य में उनकी लोच में सुधार के लिए रबर-डोप्ड पॉलिमर विकसित किए जाएंगे। इस सामग्री का अपर्याप्त ज्ञान आगे चलकर अन्य, जो अभी तक अज्ञात है, समस्याओं को प्रकट कर सकता है।

प्रवाहकीय चिपकने वाले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (मोबाइल फोन और डिजिटल कैमरे) में उपयोग किए जाने की उम्मीद है, जहां विश्वसनीयता महत्वपूर्ण नहीं है, जैसे चिकित्सा और हवाई जहाज।