Timbal Bebas vs Timbal: Perbandingan Ahli & Panduan Praktis
Hampir semua elektronik menggunakan solder sebagai perekat yang melekatkan komponen/bagian ke papan sirkuit. Baik solder bebas timbal vs timbal, fungsinya hampir sama. Namun, berbagai produk dan aplikasi mungkin memerlukan solder yang berbeda.
Pilihan solder dapat berdampak pada proses soldering. Jika alternatif salah, maka proses soldering akan sulit. Yang dibutuhkan hanyalah mendapatkan lebih banyak pengetahuan teoritis tentang pilihan dan jenis solder. Dengan demikian, Anda akan berada dalam posisi untuk melakukan proses soldering yang mudah.
Bergantung pada apa yang Anda inginkan, Anda dapat memilih di antara solder timbal dan opsi bebas timbal. Ada keuntungan dan kerugian yang datang dengan kedua metode tersebut. Oleh karena itu, jika Anda ingin memastikan kualitas sambungan solder, Anda mungkin harus menemukan opsi terbaik untuk Anda.
（Pembuatan otomatis ujung pemolot untuk soldering dan perakitan papan sirkuit cetak）
1. Apa itu Solder?
Jadi, apa itu solder? Mengapa menggunakan solder bebas timbal sebagai opposed ke solder timbal? Dan apakah ada kerugian yang terkait dengan keduanya? Artikel ini menyoroti banyak hal terkait solder bebas timbal vs solder timbal. Pada akhirnya, Anda akan memahami banyak hal tentang apa yang perlu Anda ketahui tentang solder bebas timbal dan solder timbal.
Tetapi pertama, apa itu solder? Solder adalah logam alloy yang terdiri dari timbal dan timah yang dicairkan dengan pemanasan menggunakan besi panas. Pemanasan besi dilakukan pada suhu tinggi 600 Fahrenheit. Saat besi mendingin, ia menciptakan ikatan listrik yang kuat.
Solder tradisional yang digunakan untuk soldering di seluruh industri elektronik adalah campuran timbal dan timah. Penting untuk dicatat bahwa berbagai jenis solder digunakan untuk tujuan yang berbeda. Bahkan di plumbing, penggunaan solder yang intens.
Di elektronik, jenis solder yang digunakan perakit adalah 40% timbal dan 60% timah. Ini disebut “Eutectic Mixture.” Sementara ini adalah istilah kimia, sebagian besar, campuran ini meleleh pada suhu yang jauh di bawah yang mungkin Anda duga.
(Proses soldering papan sirkuit elektronik dengan komponen elektronik)
2. Solder Bebas Timbal VS Solder Timbal
Jadi, sekarang setelah Anda memahami apa itu solder, apa itu solder bebas timbal dan timbal. Apa kegunaan solder timbal? Di sini adalah penjelasan yang jelas antara keduanya, dan manfaat utama solder timbal, terutama di industri elektronik.
Dengan gerakan untuk mengurangi jumlah timbal yang digunakan dalam elektronik, solder bebas timbal sekarang digunakan hampir di mana-mana. Berdasarkan alasan kesehatan dan lingkungan, beberapa direktif melarang penggunaan komersial informasi. Ini berarti solder tradisional yang mengandung timbal tidak akan tersedia untuk latihan soldering apa pun (terutama bagi hobiis).
Akhir-akhir ini, solder timbal-timah tradisional dengan cepat mendapatkan pengganti, terutama oleh jenis solder bebas timbal lainnya. Ada beberapa variasi yang saat ini muncul di pasar. Salah satu mengandung 0,7% tembaga dan 99,3% timah.
Namun, hal tersebut seharusnya tidak menjadi masalah bagi hobiis atau pembangun rumah. Solder bebas timbal baru ini berfungsi dengan tepat sama seperti solder tradisional.
Maka ada solder timbal.
Solder berbasis timbal adalah titik awal revolusi elektronik. Campuran berbasis timbal mengandung campuran (60% timah dan 40% timbal). Campurannya dengan titik leleh sekitar 170 – 190° C. Dikenal secara kasar sebagai solder lunak, wadah adalah pilihan yang jelas karena titik lelehnya yang lebih rendah. Kotak adalah bahan lain yang mencegah pertumbuhan whiskers timah.
Ada banyak alasan mengapa kita menggunakan solder timbal. Mayoritas hobi solderer menggunakan solder bebas timbal dalam hampir semua proyek mereka. Proyek non-komersial atau tujuan publik mungkin merupakan penggunaan solder timbal. Proyek-proyek ini tidak memerlukan regulasi ketat RoHS.
Solder timbal ideal untuk proyek berdasarkan titik lelehnya yang tinggi. Di sini, tidak ada persyaratan panas tinggi seperti itu. Waktu pendingin lebih cepat berdasarkan titik leleh yang tinggi, yang berarti kemungkinan sambungan solder dingin berkurang.
Dengan solder timbal, hobiis tidak perlu menghabiskan terlalu banyak solder. Tidak seperti pembuat komersial yang waktu pendinginnya lebih cepat berdasarkan. Penggunaan yang berkurang adalah alasan besar mengapa banyak hobiis tidak menghadapi pembatasan apa pun. Berdasarkan penggunaannya yang berkurang, juga terjadi pengurangan limbah yang dihasilkan dari solder timbal.
(Solder bebas timbal, alat solder, dan papan sirkuit cetak hijau)
3. Mengapa Kita Menggunakan Solder Bebas Timbal?
Solder bebas timbal lebih baik dibandingkan dengan solder timbal. Para perakit PCBA yang telah beralih ke solder bebas timbal penuh dengan manfaatnya.
Regulasi RoHS baru
Pertama, kami menggunakan solder bebas timbal sebagai cara untuk mematuhi pedoman RoHS. RoHS (Restrictions of Hazardous Substances) mempengaruhi seluruh industri elektronik. Juga, ini melibatkan manufaktur produk elektronik. Dengan asal mula dari Eropa, direktif ini membatasi penggunaan kimia berbahaya dalam manufaktur produk elektronik.
Berdasarkan regulasi RoHS, produsen elektronik yang tidak memenuhi semua direktif tidak akan berbisnis. Sejak 1 Juli 2006, semua produk yang berlaku harus lulus pedoman RoHS. Selain timbal, kimia berbahaya lainnya termasuk Benzyl butyl phthalate, Hexavalent Chromium, dan Diisobutyl phthalate.
Perlindungan lingkungan
Selain regulasi RoHS, para perakit cenderung menggunakan solder bebas timbal untuk melindungi lingkungan. Timbal yang menemukan jalan ke tanah akan mencapai tanah, udara, dan air. Informasi memiliki kemungkinan bertahan di latar belakang untuk waktu yang lama.
Timbal yang kita temukan dalam bahan bakar menyebabkan polusi udara, terutama di pusat perkotaan. Tanah di dekat tol dan jalan raya mengumpulkan seiring waktu. Ketika debu bertiup, partikel timbal dapat menemukan jalan ke danau dan sungai di sekitarnya. Timbal dapat berakhir dengan memengaruhi kehidupan laut dan mereka yang tinggal di sekitar danau.
Minuman yang terkontaminasi timbal dengan waktu mungkin berbahaya. Paparan tinggi terhadap timbal dapat menyebabkan kelemahan, anemia, kerusakan otak, dan ginjal. Untuk wanita hamil, informasi dapat berbahaya. Ini dapat merusak sistem saraf bayi yang berkembang.
Soldering PCB yang lebih baik
Terakhir, namun tidak kurang penting, produsen menggunakan solder bebas timbal karena menghasilkan soldering PCB yang lebih baik. Solder bebas timbal tidak menyebar selama reflow. Itu berarti hasilnya lebih baik selama soldering PCB. Selama soldering bebas timbal, tidak ada aus stencil yang cepat dan masalah signifikan lainnya.
Produsen sirkuit yang menggunakan solder timbal lebih besar kemungkinan mengalami void dan lifting fillet lubang melalui. Semua ini adalah kasus yang terjadi, terutama saat menggunakan solder timbal. Namun hasil pada PCB sangat baik saat menggunakan solder bebas timbal.
Jika Anda membandingkan hasil PCB dari solder bebas timbal dan timbal, Anda akan melihat perbedaan besar. Produk yang Anda lihat dari PCB bebas timbal sempurna. Semua komponen menempel dengan baik pada papan saat menggunakan solder bebas timbal.
(Gulungan kabel solder timbal di latar belakang putih terisolasi)
4. Apa saja Kerugian Solder Bebas Timbal dibandingkan Solder Timbal?
Solder timbal mudah ditangani
Sementara solder bebas timbal berperforma luar biasa, ada area di mana solder timbal berperforma lebih baik dibandingkan solder bebas timbal. Pertama, solder timbal relatif mudah ditangani. Bahkan jika seorang balita mengunyah atau memakannya, tubuh menyerapnya sebagai beracun.
Tidak seperti solder bebas timbal, timbal murni mudah ditangani dan dihapus dari tangan. Itu bukan kasus seperti solder bebas timbal. Masih, solder timbal gratis untuk dipelajari. Jika Anda ingin mengetahui banyak hal tentang solder, Anda sebagian besar akan mendapat pelatihan menggunakan solder timbal.
Butuh suhu lebih rendah
Selain mudah ditangani, solder timbal memerlukan suhu lebih rendah untuk meleleh. Solder bebas timbal cenderung meleleh pada suhu tinggi sekitar 217°C/422°F. Tetapi itu bukan kasus dengan solder berbasis timbal. Ini memerlukan suhu 183°C/361°F. Komponen elektronik dan bahan PCB harus dalam posisi untuk menahan suhu yang sangat tinggi.
Masalah kualitas yang lebih sedikit dengan kepala
Dengan solder timbal, juga ada masalah kualitas yang lebih sedikit dengan kepala. Proses soldering bebas timbal memerlukan penggunaan besi pemolot daya tinggi. Dengan demikian, Anda mungkin akhirnya merusak kepala Anda. Lagi, hal itu dapat menyebabkan masalah kualitas pada papan Anda. Tetapi itu bukan kasus ketika Anda memilih untuk menggunakan solder timbal.
Berdasarkan suhu soldering tinggi yang diperlukan selama soldering bebas timbal, Anda mungkin harus melepas kepala dengan cepat. Namun, Anda dapat menghindari skenario tersebut ketika Anda beralih ke soldering timbal. Banyak pembuat sirkuit sangat menyadari faktor ini.
Kurangnya tegangan permukaan
Arguably, kerugian terbesar yang datang dengan solder bebas timbal adalah kurangnya tegangan permukaan. Solder bebas timbal tidak dapat menahan gaya eksternal. Jika terpapar lingkungan yang keras, komponen dapat lepas dengan cukup mudah.
Panjang waktu simpan
Perpanjang waktu simpan flux solder timbal yang digunakan oleh produsen. Namun, itu bukan kasus dengan soldering bebas timbal. Karena paparan oksigen dalam soldering bebas timbal, perubahan mungkin tidak bertahan lama. Timbal murni terdiri dari mekanisme penuaan yang lebih rendah. Waktu simpan 2x lebih lama saat Anda membandingkannya dengan soldering timbal.
(Komponen soldering bebas timbal pada papan sirkuit cetak)
5. Perbedaan Performa Antara Solder Bebas Timbal VS Solder Timbal
Perbedaan Titik Leleh
Secara performa, timbal dan solder bebas timbal bekerja sedikit berbeda. Perbedaan pertama adalah perbedaan titik leleh. Solder bebas timbal memerlukan beberapa suhu besi pemolot tertinggi. Karena titik leleh yang tinggi, Anda harus bersedia menunggu waktu tinggal yang lebih lama.
Seperti yang disebutkan secara singkat sebelumnya, titik leleh solder timbal tradisional sekitar 183°C. Di sisi lain, titik leleh solder bebas timbal adalah 217°C. Karena titik leleh solder bebas timbal tinggi, itu datang dengan beberapa konsekuensi. Misalnya, kenaikan suhu nanti mengakibatkan oksidasi solder. Suhu soldering juga dapat mempengaruhi kapasitor elektrolitik.
Wettability
Perbedaan wettability adalah faktor pembeda lainnya juga. Ketika datang ke PCB, wetting adalah seberapa baik pasta solder cair berikatan dengan komponen PCB. Sambungan solder yang tidak diwet dengan benar terlihat abu-abu dan kusam. Wetting cenderung lebih lambat saat Anda menggunakan solder bebas timbal dan cenderung memiliki tampilan yang kusam. Namun sambungan solder timbal tradisional cenderung bersinar dan bersih. Wettability yang tidak cukup berbahaya pada sambungan PCB. Ini membuat sambungan berperforma buruk dan rasio penolakan tinggi dari papan sirkuit.
Suhu適用 yang berbeda
Terakhir, suhu適用 yang berbeda adalah perbedaan performa lainnya di antara keduanya. Solder bebas timbal memerlukan suhu besi pemolot tinggi. Hal itu tidak benar ketika datang ke solder timbal. Bahkan suhu pengleleh ulang untuk solder bebas timbal perlu sedikit lebih tinggi, tidak seperti yang pada solder timbal.
(Gambar dekat solder bebas timbal dan gun pemolot)
6. Perbedaan Fisik Antara Solder Bebas Timbal VS Solder Timbal
Ada beberapa perbedaan fisik yang perlu dicatat di antara solder timbal dan solder bebas timbal. Arguably, perbedaan yang paling signifikan di antara keduanya adalah bahan baku. Dalam produksi keduanya, produsen menggunakan flux. Ketika ada penambahan pasta solder timbal, kita menyebutnya perubahan timbal. Namun setelah menambahkan pasta solder bebas timbal, itu disebut flux bebas timbal.
Aspek fisik pembeda berikutnya adalah perbedaan penggunaan. Sebagian besar, solder timbal banyak digunakan dalam proyek hobiis. Proyek-proyek ini tidak jatuh di bawah pedoman RoHS yang ketat. Namun di sisi lain, soldering bebas timbal berlaku untuk proyek serius yang harus memenuhi direktif RoHS.
Sambungan solder bebas timbal cenderung abu-abu, kusam, dan kasar dalam tampilan. Namun jika Anda memeriksa sambungan solder timbal, sebagian besar cenderung bersinar dan bersih. Mereka menampilkan tampilan yang bersih dan tampilan yang lebih lembut. Juga, dalam hal densitas, solder timbal cenderung sedikit lebih berat daripada solder bebas timbal. Solder timbal 8,5g/m2, sementara solder bebas timbal 3,5g/m2.
(Solder bebas timbal di latar belakang putih terisolasi)
7. Solder Bebas Timbal vs Solder Timbal– Defek yang disebabkan oleh solder bebas timbal
Soldering bebas timbal, terutama dengan menggunakan direktif yang mematuhi RoHS, bukan konsep baru seperti itu. Ratusan ribu perakit papan sirkuit menggunakannya selama perakitan papan. Namun, ada beberapa defek yang layak disebutkan yang datang dengan soldering bebas timbal. Defek-defek ini sering melibatkan PCB multi-lapisan tebal.
Whiskers Timah
Pada titik ini, kita akan mencoba memeriksa defek signifikan yang disebabkan oleh solder bebas timbal. Defek pertama yang disebabkan oleh solder bebas timbal adalah Whiskers Timah. Whiskers timah adalah struktur rimas atau filamen halus dan konduktif yang menonjol dari permukaan PCB. Permukaan ini terdiri dari timah sebagai finishing permukaan akhir.
Untungnya, whiskers timah merupakan defek signifikan yang disebabkan oleh solder timbal. Whiskers timah membawa contohnya dari rangkaian pendek pada papan sirkuit. Jika Anda ingin menghindari hal tersebut, maka Anda perlu beberapa pengalaman dengan besi pemolot. Anda perlu pengalaman yang baik saat bekerja dengan solder bebas timbal. Anda akan memerlukan pengalaman, latihan, dan pengetahuan saat menyolder.
Pertumbuhan denrit logam
Selain pertumbuhan whiskers timah, masalah lain yang disebabkan oleh solder timbal adalah pertumbuhan denrit logam. Perkembangan denrit logam adalah masalah lain yang dikenal mempengaruhi fungsionalitas papan. Denrit adalah deposit oksida logam berbentuk denrit atau potongan logam yang Anda temukan di permukaan insulasi PCB.
Denrit logam memiliki beberapa prosedur pertumbuhan yang berbeda yang berasal dari whisker timah. Denrit logam muncul karena elektromigrasi ionik dan juga berbahaya bagi papan sirkuit. Menurut perakit PCB, mereka juga membawa contohnya dari rangkaian pendek. Rangkaian pendek ini kemudian dapat mempengaruhi fungsionalitas papan.
Menghasilkan CAF
Ketiga, solder bebas timbal cenderung menghasilkan CAF (Conductive Anode Filament). Conductive Anode Filament juga terjadi karena contohnya dari reaksi elektrokimia. Seperti dua sebelumnya, Conductive Anodic Filament adalah masalah besar lainnya yang mengakibatkan kegagalan PCB.
Meski soldering bebas timbal cenderung lebih ideal dibandingkan soldering timbal, itu datang dengan kerugiannya. Seperti yang Anda lihat, Conductive Anode Filament adalah salah satu masalah tersebut. Jika produsen tidak memperbaiki masalah ini cukup cepat, itu dapat berakhir mahal bagi mereka.
Defek Timah
Terakhir, kita memiliki tin pest atau defek timah sebagai masalah lain yang dapat disebabkan oleh solder bebas timbal. Banyak produsen elektronik tampaknya kesulitan di bidang ini. Kejadian tin pest/defek bukanlah sesuatu yang diinginkan.
Tin pest muncul selama perubahan fase polimorfisme spontan. Jika suhu terjadi lebih rendah dari 13 derajat Celsius. Akan ada beberapa perubahan yang layak disebutkan. Ini akan berubah dari timah putih dengan densitas 7,30g/cm3 ke abu-abu dengan ketebalan 5,77g/cm3.
Secara teoretis, tin pest atau defek mengancam. Banyak pembuat sirkuit melakukan yang terbaik untuk memastikan mereka menghindari contohnya dari tin pest. Sementara itu mungkin menyebabkan risiko keandalan, ini jarang terjadi karena sebagian besar waktu; ada campuran pengotor dalam timah.
Semua di atas adalah defek yang mungkin terjadi saat menggunakan solder timbal. Penting untuk dicatat bahwa itu bukan semua. Yang lain termasuk contohnya dari kontaminasi tembaga, erosi tembaga. Lifting fillet. Beberapa melaporkan void penurunan dan fluiditas lebih rendah, dengan yang lain melaporkan parameter operasi yang lebih ketat.
Seperti yang Anda lihat, defek yang dapat disebabkan oleh solder bebas timbal cukup banyak. Namun, menghilangkan atau meminimalkan kelemahan tersebut bukan proses yang sulit seperti itu. Selama produsen mematuhi teknologi soldering modern, mereka dapat menghindari hal tersebut.
(Defek soldering bebas timbal)
8. Solder Bebas Timbal vs Solder Timbal– Bagaimana memilih solusi soldering timbal terbaik?
Jadi, bagaimana Anda memilih jenis solder yang akan digunakan? Apakah Anda akan memilih solder timbal atau bebas timbal? Untuk waktu yang lama, solder berbasis timbal tampaknya latihan universal. Tidak ada yang mencoba mempertanyakan itu. Namun, hal itu mulai berubah sejak informasi datang dengan efek yang merusak pada kesehatan individu.
Timbal dapat menyebabkan kegagalan hati dan kerusakan ginjal. Ini lebih buruk lagi bagi wanita hamil yang mungkin mengunyahnya. Sejak banyak yang melihat efek merusak dari timbal. Gerakan dimulai menuju adopsi solder bebas timbal. Solder bebas timbal tidak mengandung timbal. Pembuat elektronik komersial besar menekankan penggunaan informasi.
Hari ini, jika Anda cukup teliti, Anda akan memperhatikan bahwa solder bebas timbal berlaku dalam hampir semua perangkat elektronik meskipun beberapa berpendapat bahwa itu sedikit lebih sulit untuk bekerja (seperti titik lelehnya yang tinggi). Namun, kita akan mengatasi kesulitan itu sedikit demi sedikit.
Tapi yang bisa kita katakan saat ini adalah pilihan timbal tergantung pada proyek Anda. Apakah Anda hobiis yang ingin belajar sesuatu tentang soldering? Mungkin Anda bukan produsen sirkuit komersial. Jika demikian, maka Anda akan menemukan solder timbal ideal. Ini murah, dan Anda tidak akan melanggar direktif RoHS karena bukan komersial.
Tapi apakah Anda produsen berkualitas tinggi yang ingin menjual produk Anda? Jika demikian, maka Anda mungkin ingin beralih ke solder bebas timbal. Solder bebas timbal ramah lingkungan dan tidak berbahaya bagi kesehatan manusia. Mereka juga membawa beberapa hasil soldering papan sirkuit terbaik. Jika kualitas adalah hal yang terpenting bagi Anda, maka pilih solder bebas timbal.
(Memperbaiki papan sirkuit menggunakan solder bebas timbal)
Ringkasan
Jadi demikianlah; panduan komprehensif yang harus Anda ketahui antara solder bebas timbal dan solder timbal. Bergantung pada proyek Anda, Anda mungkin harus memilih di antara solder timbal dan solder bebas timbal. Pastikan untuk menjauh dari solder timbal karena Anda mungkin akan mendapat masalah dengan otoritas. Soldering dengan solder bebas timbal menghasilkan hasil terbaik yang mungkin.
Apakah Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut yang membutuhkan solusi mendesak? Ketika Anda menemukan yang sesuai, hubungi kami untuk semua kebutuhan soldering timbal atau bebas timbal Anda. Kami lebih dari senang untuk membantu Anda. Dengan kami, yakinlah akan informasi berkualitas tinggi atau solusi PCB bebas timbal. Kami memiliki tim yang ramah dan sangat responsif. Selalu siap membantu Anda dengan semua kueri dan kekhawatiran Anda.
