Niečo z teórie

Celý elektrotechnický priemysel začína v plnom rozsahu trápiť otázka zákazu (obmedzenia) používania olova v elektrotechnickom priemysle. V EU sa tiež rozbiehajú aktivity, ktoré by mali zabezpečiť realizáciu uvedeného obmedzenia deklarovaného v podobe Direktívy 2002/96/EC Európskeho parlamentu z 27.1.2003 nazývanej tiež - WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment), ktorá definuje kritériá pre zber, zaobchádzanie, recykláciu a využitie elektrického a elektronického odpadu a Direktívy 2002/95/EC z 27.1.2003 nazývanej RoHS (Restriction on Hazardeous Substances), ktorá predchádza nutnosť recyklácie vyhodených elektrických zariadení zákazom použitia nebezpečných látok už pri výrobe týchto zariadení. Z pohľadu elektrotechnickej výroby bude mať najvážnejší dopad pravdepodobne zákaz používania olova. Zákony, ktoré budú implementovať uvedené direktívy zakážu alebo obmedzia používanie olova v elektrotechnickom a elektronickom priemysle. Termíny implementácie uvedených direktív sú: WEEE - 13. august 2005 a pre RoHS je to 1. júl 2006. Vysokú angažovanosť v tomto smere prejavila EÚ a USA (senátor Al Gore naštartoval tento proces, keď v roku 1992 predstavil v senáte USA projekt "Lead Exposure Reduction Act". Japonsko pristupuje k tejto otázke volnejšie, keďže zatiaľ neplánuje žiadne obmedzenia v podobe zákazu používania olova zákonom. Japonská organizácie JEITIA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association) však vydala doporučenie, podľa ktorého by mali hlavné spoločnosti dokončiť prechod na bezolovnatú technológiu do roku 2005 a ostatné spoločnosti by to mali zabezpečiť do roku 2006.

V technológii plošných spojov sa bezolovnaté povrchy začali objavovať v snahe zabezpečiť dostatočnú rovinnosť hlavne pri používaní technológie SMD. Pôvodná technológia HAL nedokázala zabezpečiť požadovanú rovinnosť, a tak boli na povrchu plošných spojov relatívne rozdielne vrstvy nanesenej spájky. Časom sa s nasadením nových zariadení podarilo realizovať povrchy s relatívne rovnomernou vrstvou spájky, ale nové direktívy opäť tlačia k inováciám aj tohto procesu. Výsledkom je napríklad už dnes bezolovnatý HAL, ktorý má však stále relatívne vysoké náklady na energiu. Tepelný šok pri použití bezolovnatej spájky je vyšší, keďže teplota bezolovnatej spájky je spravidla o asi 20°C a viac vyššia ako u klasickej spájky. To má samozrejme dopad na mechanické parametre dosky prípadne delamináciu materiálu.

Časom sa prepracovalo do praxe niekoľko základných kategórií povrchových úprav:

• spájkovacie laky
• pretavenie spájkou v tzv. brodiacom valci
• HAL - Hot Air Levelling
• organické povrchy
• kovové imerzné povrchy - imerzné striebro
• imerzné zlato
• imerzný cín

Niečo o našom riešení

Spoločnosť CH-PRINT a.s. rieši otázku bezolovnatých technológii v spolupráci s odberateľmi tak, aby zabezpečila vhodné povrchy pre všetky následné technológie. V prvom kroku zrealizovala v roku 2005 plneautomatizovanú linku na pokrytie povrchu chemickým cínom. Na základe porovnania kvalitatívnych, technických a ekonomických parametrov sme sa rozhodli do uvedenej linky nasadiť technológiu Stannatech od firmy Atotech. Povrch zabezpečený touto technológiou zabezpečuje spájkovateľnosť min. po dobu 6 mesiacov.

Pri zabezpečovaných parametroch povrchu boli pri skúškach s použitím spájky SnAgCu (95,8%Sn - 3,5%Ag - 0,7%Cu) dosiahnuté najlepšie výsledky pri teplote spájky 245 °C (teplota tavenia spájky 217°C), čo zodpovedá súčasnému stavu.

V druhom kole sme v polovici roku 2006 inštalovali nové zariadenie HAL s bezolovnatou spájkou. V tomto prípade sme sa rozhodli nasadiť spájku of firmy Balver Zinn GmbH s označením SN100CL (SnCuNi). Tento typ spájky sa javí ako jeden z najprijatelnejších typov na trhu z hľadiska dosiahnutelných parametrov. V súčasnosti je tiež zabezpečená i veľmi dobrá kompatibilita s rôznymi druhmi spájok.

Pre vybrané skupiny zákazníkov budeme naďalej udržiavať HAL s SnPb spájkou, keďže tento povrch je zatiaľ neprekonaný žiadnou z reálnych bezolovnatých aplikácií, takže hlavne v oblastiach, kde sa vyžaduje dlhodobá spoľahlivosť a vysoká životnosť zariadení sa zdá, že bude ešte tento povrch dlho bez konkurencie.

Text direktív EU vrátane zodpovedajúcich zákonov SR si môžete prezrieť tu:

Zákon č. 208/2004
Zákon č. 733/2004
Direktíva RoHS
Direktíva WEEE