इलेक्ट्रॉनिक कचरे के पर्यावरणीय प्रभाव पर वैश्विक ध्यान लगातार बढ़ रहा है, और दुनिया भर के देशों ने इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में हानिकारक पदार्थों के उपयोग को प्रतिबंधित करने के लिए पर्यावरणीय नियम लागू किए हैं। वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग ने पर्यावरण के अनुकूल विनिर्माण की दिशा में बड़े पैमाने पर बदलाव शुरू कर दिया है, और सीसा-मुक्त पीसीबी असेंबली भी इस संदर्भ में एक मुख्यधारा का चलन बन गया है।
यूरोपीय संघ के RoHS निर्देश के लागू होने के बाद, वैश्विक उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स ब्रांडों ने भी इसी मानक को अपनाया है। हरित इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की बाजार मांग में निरंतर वृद्धि के साथ, सीसा-रहित पीसीबी असेंबली सेवाएँ विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश के लिए एक बुनियादी आवश्यकता बन गई हैं। इसलिए, सीसा-रहित पीसीबी असेंबली कैसे काम करती है, इसके और पारंपरिक सीसा-युक्त सोल्डर के बीच मुख्य अंतर, और सामग्री चयन, तापमान प्रबंधन और प्रक्रिया नियंत्रण का उत्पाद प्रदर्शन पर प्रभाव, ये सभी बुनियादी व्यावसायिक क्षमताएँ बन गई हैं।
यह मार्गदर्शिका आपको मुख्य सामग्रियों, प्रक्रिया आवश्यकताओं, RoHS निर्देश के मुख्य उद्देश्यों और SMT सीसा रहित PCB असेंबली की प्रतिबंधित पदार्थों की सूची को शीघ्रता से समझने में मदद करेगी, तथा टिकाऊ, विश्वसनीय और वास्तव में पर्यावरण के अनुकूल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के निर्माण के समय इंजीनियरिंग विवरण और व्यावहारिक अनुभव पर ध्यान देने की आवश्यकता के बारे में बताएगी।
सीसा रहित पीसीबी असेंबली क्या है?
सीसा रहित पीसीबी असेंबली का तात्पर्य सीसा रहित सोल्डर, RoHS-अनुरूप पीसीबी सबस्ट्रेट्स और पर्यावरण संरक्षण मानकों को पूरा करने वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग करके सर्किट बोर्डों की असेंबली से है।
अतीत में, अधिकांश सर्किट बोर्ड पारंपरिक लेड युक्त सोल्डर (Sn/Pb मिश्रधातु) का उपयोग करके बनाए जाते थे। इस सोल्डर में अच्छी सोल्डर क्षमता, प्रबल गीलापन और कम गलनांक होता है। हालाँकि, चूँकि लेड पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य दोनों के लिए हानिकारक है, इसलिए दुनिया भर के पर्यावरण संरक्षण नियमों ने लेड युक्त सामग्रियों पर प्रतिबंध लगाना शुरू कर दिया है, इसलिए लेड-मुक्त पीसीबी असेंबली धीरे-धीरे मुख्यधारा बन गई है।
सीसा-रहित पीसीबी असेंबली में, सोल्डर जोड़ अन्य धातु मिश्र धातुओं का उपयोग करके बनाए जाते हैं। कई इंजीनियर अक्सर पूछते हैं: सीसा-रहित सोल्डर किससे बना होता है?
सामान्य सीसा-रहित सोल्डर फॉर्मूलेशन में शामिल हैं:
• एसएसी305 (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5)
• एसएसी405
• Sn/Cu (लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए)
• Sn/Bi (बेहतर लचीलापन, विशेष अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त)
इन सीसा-रहित सोल्डरों का गलनांक आमतौर पर लगभग 217 से 220°C होता है, जो पारंपरिक Sn/Pb सोल्डरों के 183°C से काफ़ी ज़्यादा है। इसलिए, उच्च सोल्डरिंग तापमान पीसीबी सबस्ट्रेट्स के चयन, रीफ़्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल की सेटिंग, घटकों की तापीय सहनशीलता और उत्पादों की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को काफ़ी प्रभावित करेगा।
उत्पाद के प्रकार पर ध्यान दिए बिना, सीसा रहित पीसीबी में प्रयुक्त सामग्री और प्रक्रियाओं को RoHS विनियमन की आवश्यकताओं का अनुपालन करना चाहिए, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सामग्री में सभी हानिकारक पदार्थ स्वीकार्य सीमा के भीतर नियंत्रित हैं।
RoHS विनियमों को समझना
RoHS का उद्देश्य
RoHS (खतरनाक पदार्थों पर प्रतिबंध) यूरोपीय संघ द्वारा लागू किया गया एक पर्यावरणीय विनियमन है। इसका मूल उद्देश्य बहुत सरल है: पर्यावरण में इलेक्ट्रॉनिक कचरे से होने वाले प्रदूषण को कम करना और लोगों को विषाक्त पदार्थों के संपर्क से बचाना।
मिट्टी, जल स्रोतों और वायु प्रदूषण को रोकने के लिए, और निर्माण एवं पुनर्चक्रण प्रक्रियाओं के दौरान श्रमिकों के हानिकारक रसायनों के संपर्क में आने के जोखिम को कम करने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में खतरनाक घटकों पर सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, RoHS इलेक्ट्रॉनिक कचरे को सुरक्षित रूप से पुनर्चक्रित करना भी आसान बनाता है और वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को धीरे-धीरे सुरक्षित और अधिक पर्यावरण के अनुकूल सामग्रियों के उपयोग को प्रोत्साहित करता है।
आजकल, चाहे यूरोप हो, यूनाइटेड किंगडम हो, संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ राज्य हों, या वैश्विक मुख्यधारा उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार हो, RoHS का अनुपालन केवल एक वैकल्पिक लाभ के बजाय, बाजार में उत्पादों के प्रवेश के लिए एक आवश्यक शर्त बन गया है।
10 प्रतिबंधित पदार्थ और अधिकतम सीमाएँ
RoHS वर्तमान में निम्नलिखित 10 पदार्थों पर प्रतिबंध लगाता है:
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अधिकतम सीमा
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लीड (Pb)
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0.1% तक
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मरकरी (Hg)
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0.1% तक
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कैडमियम (Cd)
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0.01% तक
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हेक्सावलेंट क्रोमियम (Cr6 +)
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0.1% तक
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PBB
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0.1% तक
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PBDE
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0.1% तक
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DEHP
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0.1% तक
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BBP
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0.1% तक
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DBP
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0.1% तक
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DIBP
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0.1% तक
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RoHS बनाम WEEE: क्या अंतर है?
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आज्ञाकारी नियंत्रित कौन सी सामग्री का उपयोग किया जा सकता है इलेक्ट्रॉनिक्स में.
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WEEE नियंत्रित इन इलेक्ट्रॉनिक्स का निपटान और पुनर्चक्रण कैसे किया जाना चाहिए.
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साथ मिलकर, वे टिकाऊ इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के लिए वैश्विक आधार तैयार करते हैं।
सीसा-रहित पीसीबी असेंबली के लिए आवश्यकताएँ
सीसा रहित पीसीबी सामग्री / लैमिनेट
चूंकि रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान सीसा रहित सोल्डर को उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, इसलिए सीसा रहित पीसीबी असेंबली के लिए उपयोग किए जाने वाले सब्सट्रेट में बेहतर तापीय प्रतिरोध होना चाहिए।
उच्च Tg और उच्च Td सामग्री जैसे IS410, IS420, FR408HR, R370HR, और कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले एपॉक्सी सिस्टम, आमतौर पर सीसा-रहित सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किए जाते हैं। ये सभी सामग्रियाँ UL प्रमाणन प्राप्त कर चुकी हैं और SMT सीसा-रहित PCB असेंबली में 260°C से 300°C तक के सोल्डरिंग तापमान को बिना किसी विघटन, विरूपण या तापीय विफलता के सहन कर सकती हैं।
सीसा-रहित पीसीबी के लिए उपयुक्त सतही फिनिश
सीसा-रहित पीसीबी के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले सतही फ़िनिश में ENIG, ENEPIG, इमर्शन सिल्वर, इमर्शन टिन, OSP और HASL सीसा-रहित पीसीबी असेंबली शामिल हैं, जो प्रकाश उत्पादों में आम हैं, साथ ही हार्ड गोल्ड और सॉफ्ट गोल्ड फ़िनिश भी। ये सतही उपचार आधुनिक सीसा-रहित सोल्डर के साथ अच्छी तरह से संगत हैं, स्थिर सोल्डरेबिलिटी, ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान कर सकते हैं, और लंबे भंडारण जीवन को बनाए रख सकते हैं, और सीसा-रहित उत्पादों की उत्पादन आवश्यकताओं के लिए बहुत उपयुक्त हैं।
प्रतिबंधित / अनुशंसित नहीं सतह फ़िनिश
सीसायुक्त सोल्डर के उपयोग के कारण, पारंपरिक HASL को RoHS द्वारा स्पष्ट रूप से प्रतिबंधित कर दिया गया है। RoHS द्वारा निर्धारित खतरनाक पदार्थों की सीमा से अधिक सतही फिनिश का उपयोग सीसा-रहित PCB के निर्माण में नहीं किया जा सकता है।
पीसीबेसिक के बारे में
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सीसा रहित बनाम सीसायुक्त सोल्डर
लेडेड सोल्डर टिन और लेड से बना एक पारंपरिक सोल्डर मिश्र धातु है, जिसकी सबसे आम संरचना Sn63/Pb37 है। इस सोल्डर के फायदे हैं: इसका गलनांक कम (183°C), अच्छी गीलापन क्षमता, मज़बूत तरलता और एक स्थिर सोल्डर जोड़। इसलिए, पिछले कुछ दशकों में यह लगभग सभी पीसीबी असेंबली के लिए मानक सामग्री रही है।
अपने कम परिचालन तापमान, विस्तृत सोल्डरिंग विंडो और घटकों व पीसीबी पर न्यूनतम तापीय तनाव के कारण, लेडेड सोल्डर को सोल्डर करना बहुत आसान है और इसकी सहनशीलता दर भी उच्च है। इसलिए, इसे सोल्डर के सबसे स्थिर और प्रभावी प्रकारों में से एक माना जाता है।
हालाँकि, सीसा एक हानिकारक भारी धातु है। जब इलेक्ट्रॉनिक कचरे को उच्च तापमान पर पुनर्चक्रित या विघटित किया जाता है, तो यह पर्यावरण में रिस जाएगा, जिससे मानव स्वास्थ्य और पारिस्थितिकी तंत्र को प्रदूषण होगा। इसलिए, RoHS विनियमन के कार्यान्वयन के बाद, सीसायुक्त सोल्डर को व्यापक रूप से प्रतिबंधित कर दिया गया है और धीरे-धीरे सीसा-रहित सोल्डर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।
सीसा रहित बनाम सीसा युक्त सोल्डर प्रदर्शन
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Feature
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लीडेड सोल्डर
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लीड फ्री सोल्जर
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गलनांक
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183 डिग्री सेल्सियस
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217-220 डिग्री सेल्सियस
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विश्वसनीयता
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अच्छा
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उत्कृष्ट (रेंगना प्रतिरोध और थकान)
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पर्यावरणीय प्रभाव
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विषाक्त
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पारिस्थितिकी के अनुकूल
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ऑक्सीकरण
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लोअर
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उच्चतर (फ्लक्स अनुकूलन की आवश्यकता है)
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अपने उच्च गलनांक के बावजूद, सीसा रहित पीसीबी असेंबली अब अधिकांश अनुप्रयोगों में Sn/Pb विश्वसनीयता से मेल खाती है या उससे बेहतर है।
सीसा-मुक्त असेंबली के लिए विश्वसनीयता संबंधी विचार
अत्यधिक विश्वसनीय सीसा-रहित पीसीबी असेंबली प्राप्त करने के लिए, विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान निम्नलिखित बिंदुओं पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए:
1. थर्मल साइक्लिंग
सीसा-रहित उत्पाद संचालन के दौरान -45°C से +145°C तक के उच्च-तापमान चक्रों से गुज़र सकते हैं, और चक्रों की कुल संख्या 2,000 से भी ज़्यादा हो सकती है। इसलिए, विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए उच्च-TD PCB सबस्ट्रेट्स और सटीक रीफ़्लो सोल्डरिंग तापमान नियंत्रण अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
2. इंटरमेटेलिक यौगिक वृद्धि
अत्यधिक उच्च रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान IMC के विकास को तीव्र कर देगा, जिससे सोल्डर जोड़ भंगुर हो जाएँगे और विश्वसनीयता कम हो जाएगी। SMT लेड-फ्री PCB असेंबली में, रिफ्लो प्रोफ़ाइल को अनुकूलित करके IMC की मोटाई को नियंत्रित करना सोल्डर जोड़ों की मज़बूती सुनिश्चित करने का एक महत्वपूर्ण चरण है।
3. गिरने और कंपन प्रतिरोध
उच्च विश्वसनीयता वाले परिदृश्यों जैसे कि हैंडहेल्ड डिवाइस और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, निम्नलिखित उपाय सोल्डर जोड़ों की यांत्रिक शक्ति को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं:
• अंडरफिल
• कॉर्नर बॉन्डिंग
• अनुकूलित फ़िलेट्स
ये सुदृढ़ीकरण तकनीकें आघात और कंपन वातावरण में सीसा रहित संयोजित उत्पादों की दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ाने में मदद करती हैं।
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1. पूरी तरह से RoHS-अनुपालक सीसा-रहित उत्पादन लाइनें
पीसीबेसिक 100% सीसा-मुक्त एसएमटी और टीएचटी लाइनें चलाता है ताकि सीसायुक्त सोल्डर संदूषण की किसी भी संभावना को रोका जा सके। सभी सामग्रियाँ—लैमिनेट, सोल्डर पेस्ट, घटक, कोटिंग्स और पैकेजिंग—RoHS और REACH आवश्यकताओं को पूरा करती हैं और सख्त XRF परीक्षण द्वारा सत्यापित हैं।
2. उच्च विश्वसनीयता विनिर्माण के लिए प्रमाणित
हमारी सुविधाएँ ISO 9001, IATF 16949, ISO 14001, ISO 45001 और UL मानकों का अनुपालन करती हैं, और सभी असेंबली IPC-A-610 क्लास 2/3 मानकों का पालन करती हैं। यह ऑटोमोटिव, औद्योगिक, चिकित्सा और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में निरंतर गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।
3. उन्नत सीसा-मुक्त प्रक्रिया इंजीनियरिंग
पीसीबेसिक इंजीनियर लीड-फ्री पीसीबी असेंबली के हर चरण को परिष्कृत करते हैं, रीफ्लो प्रोफाइलिंग और एसएसी मिश्र धातु चयन से लेकर नाइट्रोजन रीफ्लो और डीएफएम/डीएफएक्स समीक्षा तक, जिससे मजबूत सोल्डर जोड़ और विश्वसनीय दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।
4. वन-स्टॉप पीसीबी + पीसीबीए + परीक्षण सेवाएं
हम पीसीबी निर्माण, सीसा-मुक्त एसएमटी, वेव सोल्डरिंग, एओआई/एक्स-रे/एसपीआई निरीक्षण, आईसीटी/एफसीटी परीक्षण, कन्फॉर्मल कोटिंग, फ़र्मवेयर प्रोग्रामिंग और बॉक्स-बिल्ड असेंबली सहित पूर्ण सीसा-मुक्त पीसीबी असेंबली सेवाएँ प्रदान करते हैं। इससे लीड टाइम कम होता है और पूरी प्रक्रिया एकरूप रहती है।
5. RoHS-अनुपालक घटक सोर्सिंग
प्रत्येक BOM की RoHS अनुपालन के लिए जाँच की जाती है। गैर-अनुपालन वाले या केवल Sn/Pb वाले घटकों को विश्वसनीय निर्माताओं और वितरकों द्वारा RoHS-प्रमाणित विकल्पों से बदल दिया जाता है।
6. कठोर वातावरण के लिए सिद्ध विश्वसनीयता
पीसीबेसिक की सीसा रहित असेंबली उच्च तापीय चक्रण, कंपन और यांत्रिक झटके के तहत अच्छा प्रदर्शन करती है, जिससे वे एलईडी प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण और चिकित्सा उपकरणों के लिए उपयुक्त हो जाती हैं।
7. प्रतिस्पर्धी चीन-आधारित सीसा-रहित PCBA उत्पादन
कुशल एसएमटी लाइनों, एमईएस/ईआरपी ट्रेसेबिलिटी और मजबूत आपूर्ति श्रृंखला के साथ, पीसीबेसिक प्रोटोटाइप और बड़े पैमाने पर उत्पादन दोनों के लिए प्रतिस्पर्धी मूल्य निर्धारण के साथ उच्च गुणवत्ता वाली चीन सीसा रहित पीसीबी असेंबली प्रदान करता है।
निष्कर्ष
वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण उद्योग के स्थायित्व और पर्यावरण संरक्षण की दिशा में निरंतर विकास के साथ, सीसा-रहित पीसीबी असेंबली एक सामान्य उद्योग मानक बन गया है। पारंपरिक सीसा-युक्त सोल्डर से आधुनिक एसएसी सिस्टम सोल्डर में बदलाव से इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की सुरक्षा, विश्वसनीयता और पुनर्चक्रण क्षमता में उल्लेखनीय सुधार हुआ है।
चाहे आप HASL लीड-फ्री पीसीबी असेंबली का उपयोग करके प्रकाश उत्पाद विकसित कर रहे हों, एसएसी सोल्डर का उपयोग करके IoT डिवाइस, या उच्च विश्वसनीयता वाले औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद, RoHS आवश्यकताओं का अनुपालन करने वाली विनिर्माण विधि का चयन करना सुनिश्चित कर सकता है कि आपके उत्पाद अधिक सुरक्षित, वैश्विक रूप से अधिक प्रतिस्पर्धी और भविष्य के बाजार के लिए अच्छी तरह से तैयार हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
1. क्या सीसा रहित सोल्डर जोड़ Sn/Pb जितने विश्वसनीय हैं?
हाँ। SAC305 जैसे आधुनिक सीसा-रहित सोल्डर मिश्रधातु उत्कृष्ट थकान, रेंगना और तापीय चक्रण प्रदर्शन प्रदान करते हैं - अक्सर सीसायुक्त सोल्डर से बेहतर।
2. क्या सीसा रहित PCBA की लागत अधिक होती है?
आज, लागत का अंतर नगण्य है। बड़े पैमाने पर अपनाने और परिपक्व प्रक्रियाओं के साथ, चीन में सीसा-रहित पीसीबी असेंबली की कीमत अब लगभग Sn/Pb असेंबली के बराबर है।
3. क्या सीसा रहित बोर्डों के उत्पादन में अधिक समय लगता है?
ज़्यादा नहीं। हालाँकि उच्च-Td सामग्री के कारण लेमिनेशन चक्र थोड़ा लंबा होता है, लेकिन कुल मिलाकर लीड टाइम लगभग समान ही होता है।
4. कारखाने सीसे के साथ क्रॉस-संदूषण को कैसे रोकते हैं?
• अलग उत्पादन लाइनें
• समर्पित सोल्डर उपकरण
• एक्सआरएफ सामग्री विश्लेषण
• सख्त गोदाम नियंत्रण
5. सीसा रहित पीसीबी के लिए सबसे अच्छा सतही फिनिश क्या है?
ENIG सबसे बहुमुखी है। LED के लिए, HASL लेड-फ्री LED PCB असेंबली भी आम है। OSP और इमर्शन सिल्वर लागत-संवेदनशील निर्माण के लिए उपयुक्त हैं।
6. चीनी ईएमएस प्रदाता से RoHS अनुपालन कैसे सत्यापित करें?
निवेदन:
• RoHS अनुपालन प्रमाणपत्र
• एक्सआरएफ रिपोर्ट
• IPC-A-610 / J-STD-001 प्रक्रिया दस्तावेज़ीकरण
• UL लैमिनेट सत्यापन
7. मेरे अनुप्रयोग के लिए कौन सा सोल्डर मिश्र धातु सर्वोत्तम है?
• सामान्य उपयोग के लिए SAC305
• तरंग सोल्डरिंग के लिए Sn/Cu
• निम्न-तापमान संयोजनों के लिए Sn/Bi
• लागत में कमी के लिए कम-चांदी SACX
8. क्या सीसा रहित पीसीबी उच्च शक्ति या ऑटोमोटिव उपयोग के मामलों को संभाल सकते हैं?
हां - उच्च-टीडी लेमिनेट, नियंत्रित रिफ्लो प्रोफाइल और प्रबलित सोल्डर जोड़ों का उपयोग करते समय, सीसा रहित पीसीबी असेंबली ईवी, औद्योगिक और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
