Fra grønne ambisjoner til bedre kvalitet

Lavere kostnader, ansvarlig produksjon og uavhengighet fra dyre edelmetaller høres tiltalende ut. Spørsmålet er om industrien er klar til å bevege seg bort fra løsningene den har stolt på i flere tiår. Produktsjefen hos leverandøren MacDermid Alpha ønsker å gi den nødvendige innsikten og tryggheten for å ta det første skrittet mot en grønnere fremtid.

Hvorfor endre det som funker?

Selv om de fleste produsenter har ambisiøse bærekraftsmål for fremtidig produksjon, er pålitelighet og produktkvalitet fortsatt ikke noe å forhandle om. Og når du allerede baserer deg på en løsning som yter som forventet, som det blyfri loddetinnet SAC305, hvorfor endre prosessen i det hele tatt?

Det kan godt være nettopp den sterke tilliten til eksisterende produkter som har hindret industrien i å virkelig fokusere på nye – og i mange tilfeller bedre – løsninger. – SAC305 har blitt brukt i industrien i lang tid, og vi ser en veldig høy grad av tillit bak det, forklarer Ebad Rehman, produktsjef hos MacDermid Alpha, hvor han er ansvarlig for loddepastaprodukter.

Han er fullstendig klar over at det tar tid å endre en inngrodd tankegang i industrien, men han er ikke i tvil om at lavtemperaturlodding – anført av Alphas nyeste tilskudd, den høytytende LTS-legeringen HRL3 – representerer fremtiden. Ettersom resultatene – ifølge Rehman – taler for seg selv.

«Den magiske hemmeligheten»

Faktisk viser nye data at kvaliteten på HRL3 i mange tilfeller er minst på nivå med – og i noen tilfeller bedre enn – gjeldende industristandarder som SAC305. – I tilfeller der vi har hybridoverganger, som en SAC305-kule og der basen er HRL3, ser vi at HRL3 har sammenlignbar ytelse, sier Rehman.

– Men når vi snakker om et homogent ledd, som nå betyr kulen og basen din, er begge HRL3. Så er vi at HRL3 overgår eller utkonkurrerer SAC305 når det gjelder syklisk ytelse, fortsetter han.

Dette reiser naturlig nok spørsmålet om hvorfor HRL3 ser ut til å levere så høy ytelse. Rehman avslører ikke alle detaljene. En del av forklaringen ligger imidlertid i fordelene med omsmelting ved lavere temperaturer. – Og dopantene som skaper den hemmelige magien til HRL3, legger Rehman til.

Han viser til det faktum at HRL3, i likhet med tidligere generasjoner av LTS, er basert på en tinn-vismutplattform. For å oppnå høy pålitelighet har det blitt introdusert ytterligere elementer i legeringen. Den nøyaktige sammensetningen av HRL3 forblir imidlertid proprietær for Alpha.

Ingen universalløsning

Til tross for de mange fordeler, ønsker Rehman også å være åpen om når HRL3 ikke bør brukes. – Den optimale anvendelsen for HRL3 er applikasjoner som opererer under 100 grader Celsius, fordi det er der vi ser at den har sammenlignbar ytelse med SAC305. Men når du kommer over 100 grader Celsius og du presser legeringen, kommer du nå til området der legeringen blir homolog, og det er der vi foreslår å ikke bruke denne legeringen, sier han.

Ifølge en rekke tester utført hos Alpha, er HRL3 et svært pålitelig materiale når det brukes i produkter som opererer mellom -20 °C og 100 °C. Over 100 °C begynner legeringen å mykne, noe som gjør den uegnet for slike forhold. Ved disse forhøyede temperaturene kan metallets mikrostruktur brytes ned, noe som øker risikoen for vismutmigrering. Av denne grunn er anbefalingen til kundene klar.

– For høytemperaturapplikasjoner og applikasjoner med høy strømstyrke anbefaler vi at kundene holder seg unna HRL3, sier han. Disse scenariene representerer imidlertid bare en begrenset andel av applikasjonene der HRL3 potensielt kan brukes.

Hvorfor lavtemperatur loddetinn?

Lavtemperatur loddemidler (LTS) ble opprinnelig utviklet for å beskytte varmefølsomme komponenter. Det er fortsatt en av hovedgrunnene til å bruke LTS i produksjon i dag. – Hvis du har varmefølsomme komponenter på kortet ditt, er de nå utsatt for lavere varme. Det er en av de største fordelene, sier Rehman.

Han forklarer videre at brikkeskala- (chip scale) og andre varmefølsomme pakker kan vri seg ved høyere loddetemperaturer, noe som øker risikoen for defekter som «head-in-pillow» og utilstrekkelig fukting.

Forbedringer

Tidligere generasjoner av LTS hadde imidlertid et rykte for å være mer sprø og mindre pålitelige enn tradisjonelle alternativer, noe som kan forklare hvorfor de aldri fikk bransjens tillit fullt ut. Når man ser på den grundig testede ytelsen til HRL3, er det imidlertid ikke lenger nøyaktig å beskrive den som en løsning som går på bekostning av påliteligheten. – En av de største tingene vi ser i HRL3 er forbedringen i fallstøt og mekaniske støt sammenlignet med sine historiske forgjengere, sier Rehman.

Ikke blank nok?

Med grundig dokumentasjon som viser at HRL3 er et produkt av høy kvalitet, kan man spørre seg hvorfor det ennå ikke har fått bredere fotfeste i bransjen. Rehman har imidlertid en forklaring. – Det finnes mange studier på SAC305, og bransjen har stor tillit til å bruke det, sier han, og peker på tidligere tilfeller der bransjen i utgangspunktet nærmet seg nye løsninger med forsiktighet. Løsninger som senere viste seg å være overlegne.

– På den tiden da industrien gikk over fra bly til blyfritt, var den største bekymringen: «Loddepunktene er ikke blanke nok, så det kan være problemer med dem.» Fordi industrien hadde brukt blyloddemetaller i 40 år tidligere, var overgangen til blyfritt en stor overgang. Jeg tror det er det samme for HRL3. Men saken er at det nå er mer data tilgjengelig, og mer synlighet, understreker han.

Er det fremtiden?

Rehman er ikke i tvil om at HRL3 har en fremtid i markedet. Han påpeker at de mange bærekraftsfordelene som tilbys av dette lavtemperaturloddet vil være nok til å fange bransjens oppmerksomhet. Her forklarer han hvorfor produktet er spesielt attraktivt fra et bærekraftsperspektiv:

– Den første utslippsreduksjonen din skjer ved at temperaturen senkes. Den andre utslippsreduksjonen din er ved å ikke utvinne sølv. Så nå utvinner du ikke sølv, og samtidig er du ikke lenger avhengig av edelmetaller, sier han. I tillegg til CO₂-besparelsene knyttet til lavere omsmeltingstemperaturer, mener Rehman det er betydelige fordeler ved å velge et produkt som inneholder mindre sølv. – Mengden karbondioksid som produseres ved utvinning av 1 kg sølv tilsvarer utvinning av 5 til 6 kg tinn. Så nå reduserer du også eksponeringen din for det karbondioksidutslippet, sier han.

Og når oppmerksomheten først er rettet mot dette lavtemperaturloddet, tror han at kvaliteten vil være nok til å beholde bransjens interesse. – Der vi ser at HRL3 passer, vil det også være bruksområder der SAC305 kan være overkonstruksjon. Det kan være et produkt som rett og slett ikke er nødvendig der.