การประกอบแผงวงจรพิมพ์ปลอดสารตะกั่ว

ในโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)การปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมได้กลายเป็นสิ่งจำเป็นต่อการบรรลุความสามารถในการแข่งขันในระดับโลก แก่นสำคัญของพัฒนาการนี้คือการนำกระบวนการปลอดสารตะกั่วมาใช้ ซึ่งขับเคลื่อนโดยข้อกำหนด RoHS เป็นหลัก การเปลี่ยนผ่านนี้ไม่เพียงตอบสนองต่อข้อบังคับทางกฎหมายเท่านั้น แต่ยังส่งเสริมแนวทางการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน บทความนี้เจาะลึกถึงกระบวนการ HASL ปลอดสารตะกั่ว ความสอดคล้องของกระบวนการดังกล่าวกับมาตรฐาน RoHS และการอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาอุณหภูมิในการใช้งานที่ผู้ผลิตต้องเผชิญ

ความสำคัญของการชุบดีบุกแบบ HASL ปราศจากสารตะกั่ว

HASL ยังคงเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมเนื่องจากมีความคุ้มค่าในด้านต้นทุนและให้สมรรถนะการบัดกรีที่เชื่อถือได้ เดิมที HASL แบบดั้งเดิมใช้โลหะผสมบัดกรีดีบุก-ตะกั่ว ซึ่งให้ผิวเคลือบที่เรียบและสม่ำเสมอบนแผ่นทองแดง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการควบคุมด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น อุตสาหกรรมจึงได้เริ่มเปลี่ยนไปใช้ HASL แบบปลอดตะกั่ว โดยใช้โลหะผสมชนิดอื่น ๆ เช่น Sn-Ag-Cu และ Sn-Cu

การเปลี่ยนมาใช้การชุบผิวบัดกรีแบบ HASL ปราศจากสารตะกั่วมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากความเสี่ยงต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งเกิดจากการสัมผัสสารตะกั่ว การนำ HASL ปราศจากสารตะกั่วมาใช้ช่วยให้ผู้ผลิตลดความเสี่ยงเหล่านี้และมุ่งสู่เป้าหมายด้านความยั่งยืนในระดับโลก นอกจากนี้ HASL ปราศจากสารตะกั่วยังให้ผิวเคลือบที่ทนทานพร้อมความสามารถในการบัดกรีที่เชื่อถือได้สำหรับชิ้นส่วนแบบติดตั้งบนพื้นผิวและแบบเสียบขา ซึ่งมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่มีความซับซ้อนเมื่อผ่านกระบวนการบัดกรีหลายขั้นตอน

ทำความเข้าใจการปฏิบัติตามข้อกำหนด RoHS

ข้อกำหนด RoHS ของสหภาพยุโรปซึ่งมีผลบังคับใช้ตั้งแต่ปี 2006 ห้ามใช้สารอันตรายหกชนิด เช่น ตะกั่ว ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า ดังนั้น เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด ปริมาณตะกั่วบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ควรมีน้อยกว่า 0.1% ของน้ำหนักรวมในวัสดุเนื้อเดียวกัน การบังคับใช้ข้อกำหนดนี้ได้ผลักดันอุตสาหกรรมให้หันไปใช้ตัวเลือกปลอดตะกั่ว เช่น HASL การไม่ปฏิบัติตามจึงอาจจำกัดการเข้าถึงตลาด และก่อให้เกิดความเสียหายทางการเงินและชื่อเสียงอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะต่อบริษัทที่ส่งออกไปยังพื้นที่ที่มีมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมเข้มงวด

การปฏิบัติตามข้อกำหนด RoHS ไม่ได้มีเป้าหมายเพียงเพื่อหลีกเลี่ยงบทลงโทษเท่านั้น แต่ยังตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นของผู้บริโภคต่อผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น ยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และโทรคมนาคม ด้วยการใช้กระบวนการชุบผิวบัดกรีแบบ HASL ปราศจากสารตะกั่ว ผู้ผลิตสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมายได้ พร้อมทั้งเพิ่มความน่าสนใจของผลิตภัณฑ์และความเชื่อมั่นในหมู่ผู้บริโภค

การเชี่ยวชาญกระบวนการ HASL ปราศจากสารตะกั่ว: ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับอุณหภูมิ

การเปลี่ยนไปใช้กระบวนการ HASL แบบปลอดสารตะกั่วประกอบด้วยการปรับเปลี่ยนหลายประการเพื่อรองรับจุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นของโลหะผสมชนิดใหม่เมื่อเทียบกับบัดกรีดีบุก-ตะกั่วแบบดั้งเดิม ขั้นตอนสำคัญต่อไปนี้ถูกรวมอยู่ในกระบวนการ:

การทำความสะอาดขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดสารปนเปื้อนออกจากพื้นผิว PCB เพื่อให้ได้การยึดเกาะของบัดกรีที่ดี

การสมัคร Fluxทาฟลักซ์ชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและเพิ่มประสิทธิภาพการเปียกของบัดกรี

การจุ่มบัดกรี:จุ่มแผงลงในบ่อบัดกรีไร้สารตะกั่วที่หลอมเหลว

การปรับระดับด้วยลมร้อนมีดลมร้อนถูกใช้เพื่อกระจายบัดกรีให้สม่ำเสมอบนพื้นผิว

การทำให้เย็นลงและการตรวจสอบปล่อยให้แผงวงจรเย็นลง จากนั้นตรวจสอบหาข้อบกพร่องและความสม่ำเสมอ

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งจากการชุบ HASL แบบปลอดสารตะกั่วคือความต้องการอุณหภูมิที่สูงกว่า จุดหลอมเหลวของบัดกรีดีบุก-ตะกั่วแบบดั้งเดิมอยู่ที่ประมาณ 183°C ในขณะที่สำหรับโลหะผสมปลอดสารตะกั่วอย่าง Sn-Ag-Cu อาจสูงกว่า 217°C มาก ดังนั้นผู้ผลิตจึงต้องปรับแต่งอุปกรณ์และโปรไฟล์การรีโฟลว์อย่างระมัดระวังเพื่อควบคุมความเค้นจากความร้อนและหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อทั้งแผ่น PCB หรือชิ้นส่วนอุปกรณ์

การวิจัยโลหะผสมบัดกรีปลอดสารตะกั่ว

การเลือกโลหะผสมบัดกรีที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งาน HASL ปราศจากสารตะกั่วให้ประสบความสำเร็จ โลหะผสมปราศจากสารตะกั่วที่ใช้กันทั่วไปได้แก่:

Sn-Ag-Cu (SAC):ได้รับการยอมรับในด้านความทนทานทางกลและความเชื่อถือได้ทางความร้อน จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานประสิทธิภาพสูง

Sn-Cu:เนื่องจากโลหะผสมนี้ไม่มีส่วนผสมของเงิน จึงมีราคาถูกกว่า โดยมีสมบัติเชิงกลและความร้อนต่ำกว่าโลหะผสม SAC อยู่เล็กน้อย

Sn-Bi:ดีบุก-บิสมัทมีจุดหลอมเหลวต่ำลง จึงเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ไวต่ออุณหภูมิ การใช้ Sn-Bi ในกระบวนการ HASL พบได้น้อยกว่าเนื่องจากมีความเปราะ

โลหะผสมเหล่านี้ก่อให้เกิดรอยประสานบัดกรีที่แข็งแรงซึ่งจำเป็นต่อวิธีการประกอบสมัยใหม่ แต่จุดหลอมเหลวที่สูงกว่าของมันต้องการการควบคุมโปรไฟล์ความร้อนอย่างรอบคอบเพื่อป้องกันความเสียหายต่อชิ้นส่วน

การทบทวนทางเลือกแทน HASL

แม้ว่า HASL ปราศจากสารตะกั่วจะถูกใช้อย่างแพร่หลาย แต่ยังมีตัวเลือกอื่นที่เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS ซึ่งมีข้อดีเฉพาะตัวของแต่ละแบบ:

เอนิก(นิกเกิลไม่ใช้ไฟฟ้าชุบทองแบบจุ่ม)ให้ความต้านทานการกัดกร่อนและความเรียบที่ยอดเยี่ยม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนระยะพิทช์ละเอียด อย่างไรก็ตาม มีราคาสูงกว่า

OSP(สารเคลือบป้องกันความสามารถในการบัดกรีแบบออร์แกนิก):ตัวเลือกที่คุ้มค่าแม้จะเหมาะสำหรับบอร์ดที่เรียบง่ายเท่านั้นและไม่เหมาะสำหรับการใช้งานซ้ำหลายรอบ

การชุบดีบุกและเงินแบบจุ่มให้พื้นผิวที่เรียบและนำไฟฟ้าได้ดี การชุบดีบุกแบบจุ่มมีแนวโน้มทำให้เกิดการงอกของวิสเกอร์ ในขณะที่การชุบเงินแบบจุ่มแม้จะเกิดการหมองหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง แต่ก็ยังเหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง

การเลือกขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของโครงการต่าง ๆ เช่น งบประมาณ ความหนาแน่นของชิ้นส่วน และสภาพแวดล้อม

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับ HASL ปราศจากสารตะกั่ว

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดต่อไปนี้จะช่วยให้คุณใช้ประโยชน์จากฟังก์ชันการทำงานของ HASL ปราศจากสารตะกั่วได้อย่างเต็มที่

การเลือกวัสดุเลือกวัสดุและชิ้นส่วนที่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นของการบัดกรีแบบปลอดสารตะกั่ว

การควบคุมกระบวนการ:ควบคุมตัวแปรในกระบวนการบัดกรีอย่างเข้มงวดเพื่อให้ได้ความสามารถในการทำซ้ำที่ดีขึ้นและมีของเสียให้น้อยที่สุด

การจัดการพื้นที่จัดเก็บปกป้องแผงวงจรที่เสร็จสมบูรณ์จากการเกิดออกซิเดชันด้วยการจัดเก็บที่มีการควบคุม ซึ่งช่วยยืดอายุการเก็บรักษาและคงความสามารถในการบัดกรีไว้

การประกันคุณภาพใช้กระบวนการทดสอบที่ครอบคลุม เช่น การทดสอบความสามารถในการบัดกรีและการทดสอบความเค้นจากความร้อน เพื่อยืนยันคุณภาพและความสอดคล้องตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์

การพัฒนาการผลิตอย่างยั่งยืน การเปลี่ยนไปใช้กระบวนการ HASL ปราศจากสารตะกั่วเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบและการผลิตอย่างยั่งยืน โดยการเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการของ HASL ปราศจากสารตะกั่วและการจัดการกับความท้าทายด้านอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเหล่านี้ ผู้ผลิตสามารถนำเสนอผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งตอบสนองความต้องการของตลาดในปัจจุบันได้ เมื่อกฎระเบียบยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การยอมรับแนวปฏิบัติที่ปราศจากสารตะกั่วไม่เพียงเป็นสิ่งที่จำเป็นเท่านั้น แต่ยังเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของโอกาสในการสร้างนวัตกรรมด้านอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคหรือระบบยานยนต์ HASL ปราศจากสารตะกั่วล้วนมีความจำเป็นต่อการสร้างสมดุลระหว่างความเป็นเลิศทางเทคนิคกับความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม

ที่ PCBCart เราเป็นผู้นำในการเปลี่ยนผ่านครั้งนี้ด้วยโซลูชันการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ขั้นสูงสำหรับกระบวนการ HASL ปราศจากสารตะกั่ว ด้วยความเชี่ยวชาญของเราในการจัดการโครงการที่ซับซ้อนและไวต่ออุณหภูมิในกระบวนการบัดกรี เราสามารถรับประกันได้ว่าโครงการทุกชิ้นจะเป็นไปตามมาตรฐานสูงสุดทั้งด้านคุณภาพและการปฏิบัติตามข้อกำหนด การเป็นพันธมิตรกับ PCBCart คือการผสานความแม่นยำทางเทคนิคเข้ากับความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม ขอใบเสนอราคาจาก PCBCart วันนี้ แล้วมาดูกันว่าบริการที่ปรับให้เหมาะกับคุณของเราจะช่วยยกระดับโครงการผลิต PCB ของคุณให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านกฎระเบียบและสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•กระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) — คู่มือทีละขั้นตอน
•วิธีป้องกันการเปียกประสานไม่ดี
•การแนะนำและการเปรียบเทียบพื้นผิวเคลือบของแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
•วิธีการรับประกันคุณภาพของแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
•การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการบัดกรีที่ใช้ในกระบวนการรีโฟลว์แบบมีสารตะกั่วและปลอดสารตะกั่ว