무연 어셈블리는 전기 및 고온 용융 무연 솔더를 더 많이 사용할까요?

여러분.

무연 어셈블리의 명백한 단점은 오븐을 고온으로 가열해야 하기 때문에 전기가 더 소모된다는 것입니다. 그런데 이 때의 초과 전기량은 유의미할까요? Bill O’’Leary의 주장에 따르면, 일반적인 SMT 오븐은 $0.072/Kwh 또는 일반 SMT 라인별 약 100,000 Kwh일 경우 연간 $7000 어치의 전기를 사용합니다. 한 가구에서 연간약 5-20,000 Kwh를 사용하는 것을 감안하면 이 수치는 타당해 보입니다.

1990년대 말 전 세계에 35,000개의 SMT 라인이 있었고 매년 3% 성장율을 보였으므로 현재 약 50,000개의 라인이 있을 것입니다. 따라서 전 세계 SMT 리플로 오븐 전기 사용량은 약 5E9 KWhr(50,000개의 오븐 x 100,000 Kwh/년)일 것입니다. 그런데 전 세계 전기 사용량은 150,000E9 Kwhr입니다.

대류로 인한 열손실을 감안하면 에너지 사용 증가는 오븐 온도와 상온(25C)의 차이와 대략 비례할 것입니다. 오븐 공정 주석-납 솔더는 무연의 250C 대비 약 210C에서 사용할 수 있습니다. 따라서 무연 오븐 사용에 의한 추가 에너지는 (250-25)/(210-25) 또는 약 22% 이상이 됩니다. 그러므로 전 세계의 모든 어셈블리 라인이 SMT일 경우, 추가 에너지 사용량은 약 0.22x 5E9 Kwh = 1E9 Kwh가 될 것입니다. 그 결과, 추가 전기 사용료는 $0.10/ Kwh에서 미화 약 1억 달러가 될 것입니다. 전기업계의 매출액은 약 1.5조 달러에 이릅니다. 따라서 추가 비용은 매출의 0.0067%에 불과합니다. 전 세계 전기 사용량은 연간 150,000 E9 Kwhr이므로 이 증가량은 전체 전기 사용량의 1/150,000 또는 0.00067%입니다.

전기 사용량이 증가하기는 하지만 판매된 전자 제품의 가치 또는 전 세계 전기 사용량에 비추어 볼 때 유의미한 정도는 아닙니다.

고온에 관해 Indium Corporation에 일하는 제 동료인 Ning-Cheng Lee 박사가 BiAgX® 합금 시스템에 기초한 고온 용융 무연 솔더에 관한 논문을 발표했습니다. 솔더 체계에서 고온 용융 온도가 필요할 때가 많습니다. 솔더 체계는 최고 용융 온도 솔더로부터 시작하여 여러 땜납 단계를 통해 더 낮은 온도에서 녹는 솔더로 구성됩니다.

감사합니다.
Ron 박사

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