సీసం-రహిత టంకం సాంకేతికతలు: SAC సోల్డర్లు మరియు వాహక సంసంజనాలు

దశాబ్దాలుగా, లెడ్-టిన్ టంకము ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు, టంకము ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లను భద్రపరచడానికి ఉపయోగించబడింది. సీసం వాడకంతో ముడిపడి ఉన్న తీవ్రమైన ప్రతికూల ఆరోగ్య ప్రభావాలు ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమలో సీసం టంకము కోసం ప్రత్యామ్నాయాలను కనుగొనడానికి తీవ్రమైన ప్రయత్నానికి దారితీశాయి. శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పుడు కొన్ని ఆశాజనకమైన అవకాశాలను కనుగొన్నారని విశ్వసిస్తున్నారు: మిశ్రమాలు మరియు పాలిమర్ కంపోజిషన్లతో తయారు చేయబడిన ప్రత్యామ్నాయ టంకములను వాహక గ్లూ అని పిలుస్తారు.

టంకం అనేది ఎలక్ట్రానిక్స్ తయారీకి వెన్నెముక. సీసం టంకము వలె ఖచ్చితంగా ఉంది. నిస్సందేహంగా, అన్ని ఎలక్ట్రానిక్స్ ద్రవీభవన స్థానం మరియు సీసం యొక్క భౌతిక లక్షణాల చుట్టూ రూపొందించబడ్డాయి. నేను నడిపిస్తాను - ప్లాస్టిక్ పదార్థం, విడదీయలేనిది మరియు పని చేయడం సులభం. సీసం సరైన నిష్పత్తిలో (63% టిన్ మరియు 37% సీసం) టిన్‌తో కలిపినప్పుడు, మిశ్రమం 183 డిగ్రీల సెల్సియస్ తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం కలిగి ఉంటుంది, ఇది మరొక ప్రయోజనం.

తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద పని చేసినప్పుడు టంకం ప్రక్రియలు ఉమ్మడి ఉత్పత్తి సాంకేతికతపై మెరుగైన నియంత్రణ అమలు చేయబడుతుంది, అయితే వెల్డెడ్ మూలకాలు అతి చిన్న ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాలకు సున్నితంగా ఉండవు. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు అంటే అసెంబ్లీ సమయంలో వేడెక్కే పరికరాలు మరియు మెటీరియల్‌లపై (PCBలు మరియు భాగాలు) తక్కువ ఒత్తిడి మరియు తక్కువ హీట్-అప్ మరియు కూల్-డౌన్ సమయాల కారణంగా ఎలక్ట్రానిక్స్ తయారీలో అధిక ఉత్పాదకత.

ఐరోపాలోని ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ సీసం-రహిత సోల్డర్‌లను ఉపయోగించడం ప్రారంభించడానికి ప్రధాన ప్రోత్సాహకం యూరోపియన్ యూనియన్ విధించిన ప్రధాన నిషేధం. ప్రమాదకర పదార్ధాల నిర్దేశక పరిమితి ప్రకారం, సీసం 1 జూలై 2006 నాటికి ఇతర పదార్ధాలతో భర్తీ చేయబడాలి (ఆదేశిక పాదరసం, కాడ్మియం, హెక్సావాలెంట్ క్రోమియం మరియు ఇతర విష పదార్థాలను కూడా నిషేధిస్తుంది).

సీసం కలిగి ఉన్న అన్ని ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు ఇప్పుడు ఐరోపాలో నిషేధించబడ్డాయి. ఈ విషయంలో, ముందుగానే లేదా తరువాత రష్యా కూడా ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో లీడ్-ఫ్రీ కనెక్షన్ టెక్నాలజీలకు మారవలసి ఉంటుంది.

సీసం, పర్యావరణ దృక్పథం నుండి, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ఉన్నంత వరకు అది సమస్య కాదు. అయినప్పటికీ, ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు పల్లపు ప్రదేశాలలో చేరినప్పుడు, సీసం పల్లపు నేల నుండి మరియు త్రాగునీటిలోకి కడుగుతుంది. ఇ-వ్యర్థాలను భారీగా దిగుమతి చేసుకునే దేశాల్లో ప్రమాదం పెరుగుతుంది.

ఉదాహరణకు, చైనాలో, చాలా మంది పిల్లలతో సహా రక్షణ పరికరాలు లేని కార్మికులు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల నుండి పునర్వినియోగపరచదగిన పదార్థాలను విడదీయడం (టంకం) చేయడంలో నిమగ్నమై ఉన్నారు. రష్యాలో, నేటికీ, నాన్-ఆటోమేటెడ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ తయారీలో ప్రధాన టంకములు చాలా సాధారణం.

మానవ ఆరోగ్యంపై సీసం యొక్క హానికరమైన ప్రభావాలు, తక్కువ స్థాయిలో కూడా, బాగా తెలుసు: నాడీ మరియు జీర్ణ వ్యవస్థల రుగ్మతలు, ముఖ్యంగా పిల్లలలో ఉచ్ఛరించబడతాయి మరియు సీసం శరీరంలో పేరుకుపోయే సామర్థ్యం, ​​ఇది తీవ్రమైన విషాన్ని కలిగిస్తుంది.

1990లోనే ఎలక్ట్రానిక్స్ తయారీదారులు ప్రత్యామ్నాయ సోల్డర్‌ల కోసం వెతకడం ప్రారంభించారు, USలో సీసాన్ని నిషేధించడానికి ఇప్పుడు ఆమోదించబడిన ప్రతిపాదనలు చర్చించబడ్డాయి. ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ నిపుణులు 75 ప్రత్యామ్నాయ సోల్డర్‌లను సమీక్షించారు మరియు ఆ జాబితాను అర డజనుకు తగ్గించారు.

చివరికి, 95.5% టిన్, 3.9% వెండి మరియు 0.6% రాగి కలయికను SAC గ్రేడ్ టంకము అని కూడా పిలుస్తారు (Sn, Ag, Cu మూలకాల యొక్క మొదటి అక్షరాల సంక్షిప్తీకరణ), ఇది ఎక్కువ విశ్వసనీయత మరియు సౌలభ్యాన్ని అందిస్తుంది. లీడ్-లీడ్ టంకముకి ప్రత్యామ్నాయంగా ఆపరేషన్. SAC టంకము యొక్క ద్రవీభవన స్థానం 217 డిగ్రీలు, ఇది సంప్రదాయ ప్రధాన-లీడ్ టంకము (183 ... 260 డిగ్రీలు) యొక్క ద్రవీభవన స్థానానికి దగ్గరగా ఉంటుంది.

స్క్రూలెస్ టంకము

SAC సోల్డర్లు నేడు ఆఫ్‌షోర్ పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. కొత్త రకాల టంకములను పరిచయం చేయడం ఎలక్ట్రానిక్స్ కంపెనీల వంతుగా చాలా కృషి చేసింది. లెడ్-ఫ్రీ సోల్డర్ల పరిచయం యొక్క ప్రారంభ దశలో, ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల వైఫల్యం రేటు పెరుగుదల సాధ్యమవుతుందని నిపుణులు ఆందోళన చెందారు.

ఈ విషయంలో, ప్రజల జీవితం మరియు భద్రతకు సంబంధించిన పరికరాలు, ఉదాహరణకు, ఆసుపత్రుల కోసం ఎలక్ట్రానిక్స్, పాత సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. సీసం టంకముపై నిషేధం ఇంకా మొబైల్ ఫోన్‌లు మరియు డిజిటల్ కెమెరాలకు వర్తించదు. కొత్త వెండి ఆధారిత సోల్డర్ల యొక్క పూర్తి భద్రత గురించి కూడా ఖచ్చితమైన సమాధానం లేదు - ఈ లోహం జల జంతువులకు విషపూరితమైనది.

అన్లీడ్ ఫ్లక్స్

విభాగం. 1.కొన్ని SAC సోల్డర్లు మరియు టిన్-లీడ్ టంకము యొక్క తులనాత్మక లక్షణాలు

టంకం ప్రధాన టంకముకు మరింత సాహసోపేతమైన ప్రయోగాత్మక ప్రత్యామ్నాయం విద్యుత్ వాహక సంసంజనాల ఉపయోగం... ఇవి పాలిమర్లు, సిలికాన్ లేదా పాలిమైడ్ చిన్న చిన్న రేకులు కలిగిన లోహాలు, చాలా తరచుగా వెండి. పాలిమర్లు గ్లూ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు మరియు మెటల్ రేకులు విద్యుత్ను నిర్వహిస్తాయి.

ఈ సంసంజనాలు అనేక రకాల ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. వెండి యొక్క విద్యుత్ వాహకత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు దాని విద్యుత్ నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది. PCB అసెంబ్లీ అడెసివ్‌లను వర్తింపజేయడానికి అవసరమైన ఉష్ణోగ్రత సీసం-ఆధారిత సోల్డర్‌లకు అవసరమైన దానికంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (150 డిగ్రీలు). అందువల్ల, మొదట, విద్యుత్తు ఆదా అవుతుంది, మరియు రెండవది, ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు తక్కువ వేడికి గురవుతాయి, దీని ఫలితంగా వాటి విశ్వసనీయత పెరుగుతుంది.

ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమలో అడెసివ్స్ మరియు కోటింగ్ టెక్నాలజీస్‌పై 4వ అంతర్జాతీయ సదస్సులో 2000లో సమర్పించబడిన ఫిన్నిష్ పరిశోధన, సాంప్రదాయ సోల్డర్‌ల కంటే విద్యుత్ వాహక సంసంజనాలు మరింత బలమైన బంధాలను ఏర్పరుస్తాయని చూపిస్తుంది.

శాస్త్రవేత్తలు అటువంటి సంసంజనాల యొక్క విద్యుత్ వాహకతను పెంచుకోగలిగితే, వారు సాంప్రదాయ టంకములను పూర్తిగా భర్తీ చేయవచ్చు. ఇప్పటివరకు, ఈ పదార్థాలు తక్కువ సంఖ్యలో చిన్న వాహక సమ్మేళనాల కోసం ఉపయోగించబడ్డాయి ఆంపిరేజ్ - లిక్విడ్ క్రిస్టల్ డిస్‌ప్లేలు మరియు స్ఫటికాల టంకం కోసం. ఈ ప్రాంతంలో పరిశోధన డైకార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్ అణువుల జోడింపుపై దృష్టి సారించింది, ఇది వెండి రేకుల మధ్య సంబంధాన్ని అందిస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా పదార్థం యొక్క విద్యుత్ వాహకతను పెంచుతుంది.

భాగాలు 150 డిగ్రీల కంటే ఎక్కువ వేడి చేయబడినప్పుడు విద్యుత్ వాహక సంసంజనాలతో తీవ్రమైన సమస్య సాధ్యమయ్యే విధ్వంసం.విద్యుత్ వాహక సంసంజనాల గురించి ఇతర ఆందోళనలు ఉన్నాయి. కాలక్రమేణా, విద్యుత్తును నిర్వహించే సంసంజనాల సామర్థ్యం తగ్గుతుంది. మరియు పాలిమర్ గ్రహించగల నీరు తుప్పుకు కారణమవుతుంది. ఎత్తు నుండి పడిపోయినప్పుడు, సంసంజనాలు పెళుసు లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి మరియు భవిష్యత్తులో వాటి స్థితిస్థాపకతను మెరుగుపరచడానికి రబ్బరు-డోప్డ్ పాలిమర్‌లు అభివృద్ధి చేయబడతాయి. ఈ విషయం గురించి తగినంత జ్ఞానం లేకపోవడం, ఇంకా తెలియని ఇతర సమస్యలను మరింత బహిర్గతం చేయవచ్చు.

వైద్య మరియు ఏవియానిక్స్ వంటి విశ్వసనీయత కీలకం కాని వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ (మొబైల్ ఫోన్‌లు మరియు డిజిటల్ కెమెరాలు)లో వాహక సంసంజనాలు ఉపయోగించబడతాయని భావిస్తున్నారు.