Od wieków, Lut ołowiowy, składający się głównie z cyny i stopów ołowiu, jest szeroko stosowany ze względu na jego niską temperaturę topnienia. Niemniej jednak, obawy dotyczące zdrowia i środowiska spowodowały, że branża zaczęła skupiać się na produktach niezawierających ołowiu. Dążenie do tej zmiany zostało zorganizowane na podstawie przepisów takich jak RoHS (Ograniczenie substancji niebezpiecznych), zwłaszcza na rynku europejskim, w celu ograniczenia niebezpiecznych zawartości w gadżetach elektronicznych. Przewodność cieplna uległaby zmniejszeniu, gdyby istniało wiele warstw wewnętrznych i na odwrót, zbadamy kluczowe różnice w debacie na temat lutu ołowiowego vs. lut bezołowiowy, badanie ich właściwości, Zalety, które pomogą Ci podjąć świadomą decyzję dotyczącą kolejnego projektu.
Co to jest lut ołowiowy?
Lut ołowiany był koniem pociągowym montaż elektroniki przez wiele dziesięcioleci. Jest on wykonany głównie z cyny i ołowiu, chociaż w większości przypadków cyna występuje w większych proporcjach niż ołów, zazwyczaj rozlicza 60% stopu, podczas gdy ołów będzie 40%. Ma kilka zalet, takich jak niska temperatura topnienia, niska cena, i łatwy w użyciu. jednak, ołów jest trujący, ta niebezpieczna substancja ma wiele negatywnych aspektów dla zdrowia ludzi pracujących z nią. Zanieczyszcza także glebę i wodę, co sprawia, że usuwanie takich produktów zawierających ołów stanowi duży problem.
Co to jest lut bezołowiowy?
Próby stosowania lutowia bezołowiowego wynikają głównie z jego wpływu na zdrowie człowieka i środowisko. Luty bezołowiowe zawierają cynę i mogą zawierać dodatki srebra (Ag), miedź (Cu), i/lub bizmut (Bi). Materiały lutownicze niezawierające ołowiu są zgodne z globalnymi ramami prawnymi, mianowicie RoHS, ograniczanie zagrożeń dla zdrowia pracowników i konsumentów. Mają ograniczenia, takie jak wysoka temperatura topnienia, a także kwestie dotyczące niezawodności.
Lut ołowiowy kontra lut bezołowiowy: Porównanie kluczowych różnic
- Temperatury topnienia: Lut ołowiowy ma niższą temperaturę topnienia, więc łatwiej się z nim pracuje. Natomiast lut bezołowiowy wymaga wyższych temperatur, stwarzające wyzwania w zarządzaniu ciepłem.
- Przewodnictwo elektryczne: Obydwa zapewniają dobre przewodnictwo elektryczne, chociaż obecny lut bezołowiowy może mieć nieco wyższą rezystancję wynikającą z braku cząstek ołowiu.
- Siła mechaniczna: Luty bezołowiowe, w większości przypadków, tworzyć połączenia lutowane o niższej plastyczności niż połączenia lutowane ołowiem. Oznacza to, że złącza lutowane bezołowiowe są bardziej kruche i bardziej podatne na uszkodzenia połączeń lutowniczych, gdy obiekt jest poddawany obciążeniom lub cyklom termicznym.
- Niezawodność i trwałość: Złącza lutowane ołowiowe są generalnie mniej podatne na naprężenia i zmęczenie w porównaniu do połączeń lutowanych bezołowiowych; to drugie stanowi duże wyzwanie przy projektowaniu produktów wymagających większej liczby testów, szczególnie w przypadku stosowania silnych warunków.
- Możliwości zwilżania: Lut ołowiowy ma lepszą charakterystykę zwilżania niż lut bezołowiowy, co wspomaga tworzenie lepszych stawów. Lutowanie bezołowiowe może natomiast zmniejszyć ilość materiałów toksycznych stosowanych w procesie, są na ogół znacznie słabiej zwilżone.
- Koszt: Lut ołowiowy jest tańszy, głównie dlatego, że jest łatwiej dostępny i stosunkowo łatwiejszy w produkcji, podczas gdy luty bezołowiowe są stosunkowo drogie pod względem surowców, a także wymagają drogich narzędzi i aparatury do użycia.
- Obawy zdrowotne: Ołów jest niebezpieczny dla życia i zdrowia człowieka, natomiast luty bezołowiowe pomagają chronić ludzi przed ich negatywnym wpływem, uczynić warunki pracy bezpieczniejszymi, oraz zmniejszyć prawdopodobieństwo i skutki skażenia ołowiem.
| własność | Lut ołowiany (Sn-Pb) | Lut bezołowiowy |
| Temperatura topnienia | Niżej (183°C dla Sn63/Pb37) | Wyższy (217-227°C dla zwykłych stopów) |
| Przewodnictwo elektryczne | Trochę lepiej | Trochę niżej |
| Siła mechaniczna | Bardziej plastyczny | Mniej plastyczny, bardziej kruche |
| Niezawodność i trwałość | Bardziej wybaczający stres i zmęczenie | Wymaga starannego projektowania i testowania |
| Możliwości zwilżania | Znakomity | Gorsze właściwości zwilżające |
| Wzrost cyny wąsów | Mniejsze ryzyko | Wyższe ryzyko, w zależności od stopu |
| Wpływ środowiska | Wysoka toksyczność ze względu na zawartość ołowiu | Niższa toksyczność, ale niektóre składniki mogą być niebezpieczne |
| Koszt | Generalnie niższe | Generalnie wyższy |
| Obawy zdrowotne | Toksyczny, stwarza zagrożenie dla zdrowia | Bezpieczniej, brak zanieczyszczeń ołowiem |
| Przewodność cieplna | 50 (W / m) * 1 k * 1 s | 73(W / m) * 1 k * 1 s |
Lut ołowiowy kontra lut bezołowiowy: Jak wybrać?
Teraz, gdy rozumiemy zalety i wady lutu ołowiowego i lutowia bezołowiowego, Pojawia się pytanie: który wybrać? Przed podjęciem ostatecznej decyzji należy wziąć pod uwagę wiele kwestii.
Zgodność z przepisami
Jeśli twój rząd zakazał używania ołowiu, lub jeśli opracowywane przez Ciebie produkty będą sprzedawane w krajach europejskich, które przestrzegają dyrektywy RoHS, naprawdę nie ma innego wyjścia niż użycie lutu bezołowiowego.
Potrzeby aplikacji
Wymagania Twojego projektu mogą odegrać znaczącą rolę w określeniu rodzaju lutu, którego planujesz użyć. Na przykład, lotnictwo, w elektronice lotniczej i medycznej nadal preferowane będzie lutowanie ołowiowe. Został on dobrze przetestowany i udowodniono, że utrzymuje wysoką niezawodność nawet w najtrudniejszych warunkach. Podczas gdy produkty konsumenckie, w których nie zwraca się większej uwagi na niezawodność, pójdą na kompromis w sprawie lutów bezołowiowych, aby zachować zgodność z przepisami.
Kompatybilność sprzętu
Lut ołowiowy może stwarzać pewne problemy w zakresie kompatybilności z istniejącym sprzętem. Do lutu bezołowiowego, konieczna jest modernizacja maszyn o wysokich temperaturach pracy, łącznie z lutem ołowiowym może stwarzać pewne problemy w zakresie kompatybilności z istniejącym sprzętem.
Rozważania dotyczące kosztów
Chociaż lut ołowiowy jest stosunkowo tańszy, całkowite wydatki, biorąc pod uwagę inne czynniki, w tym ryzyko dla zdrowia, kary za łamanie przepisów dotyczących produktów bezołowiowych, należy również wziąć pod uwagę koszt przejścia na produkty bezołowiowe.
Długoterminowa niezawodność
Trwałość połączeń lutowanych jest istotnym czynnikiem wpływającym na długoterminowy sukces produktu. Ważne jest również, aby produkt był narażony na trudne warunki środowiskowe. Złącza lutowane bezołowiowe mogą być bardziej wrażliwe niż złącza ołowiowe i mogą wymagać innych testów i kontroli jakości.
Końcowe przemyślenia
Lut ołowiowy był używany przez lata ze względu na jego niezawodność i względną prostotę. jednak, lut bezołowiowy powoli zajmuje jego miejsce ze względu na ochronę środowiska i najmniej niebezpieczne dla zdrowia skutki. Podsumowując, podczas gdy stwierdzono, że lut zawierający ołów ma wysoką niezawodność w porównaniu z lutem bezołowiowym, przyszłe trendy w przemyśle elektronicznym będą charakteryzowały się lutami bezpiecznymi dla środowiska. Decyzja, czy kontynuować stosowanie lutu ołowiowego, czy przejść na lutowie bezołowiowe, będzie się różnić w zależności od projektu ze względu na ograniczenia, takie jak istniejące normy, oraz koszt w porównaniu z niezawodnością.
