비납 솔더링 조립 및 고온 용해 비납 솔더에서의 전기 사용 증가

2011년 8월 10일, 수요일 / Dr. Ron Lasky 작성

안녕하세요,

비납 전자제품 솔더링 조립의 분명한 단점은 오븐이 더 뜨꺼워야 하기 때문에 전기의 사용량이 늘어난다는 것입니다(63Sn37Pb 솔더링과 비교하였을 때). 하지만 과연 추가로 늘어난 전기의 양이 많을까요?  Bill O’’Leary 의 주장에 따르면, 통상적인 SMT 오븐은 $0.072/시간 당 킬로와트(Kwh)일 경우, 연간 7천 달라 상당의 전기를 사용합니다. 일반가정에서 5-20,000 Kwh 를 사용하는 것을 감안할 때 그 수치는 대략 맞는 것 같습니다.

1990년대 말, 전 세계에 약35,000개의 SMT 라인이 있었고, 그 뒤 연간 3%씩 늘어났다면 현재는 약 50,000개의 SMT 라인이 있을 것으로 추산됩니다. 따라서 전 세계에 걸친 SMT 환류 오븐의 사용량은 약 5E9 KWhr (50,000 오븐 x 100,000 Kwh/연간)가 될 것입니다.  

대부분의 열손실은 환류에서 비롯되기 때문에, 에너지 사용의 증가는 대략 오븐 온도와 실내온도(25C)의 차이에 비례할 것입니다. 오븐으로 처리되는 주석-납 솔더는 비납 솔더가 250C 인 것과 비교하면 약 210C 에서도 가능합니다. 따라서 비납 오븐에 추가되는 에너지는 (250-25)/(210-25) 또는 약 22%가 늘어납니다. 만약 전 세계의 모든 조립라인들이 SMT 라고 가정하면, 늘어나는 에너지는 약 0.22x 5E9 Kwh = 1E9 Kwh 가 될 것입니다. 이 추가된 전기의 비용은 $0.10/ Kwh 일 때, 약 1억 달라(US)가 될 것입니다. 전자기기 업계는 약 $1.5 조 의 매출을 기록하고 있습니다. 따라서 이처럼 추가된 비용은 매출의 약 0.0067%가 됩니다. 전 세계의 전기 사용량은150,000 E9 Kwhr/ 연간이므로, 이러한 증가는 모든 전기 사용량의 약 1/150,000 또는 0.00067% 에 불과합니다.

그래서 비록 전기의 사용량이 늘어나더라도 팔리는 전자기기 또는 전 세계의 전기 사용량에 비하면 그다지 크지 않은 것입니다.

더 높은 온도에 대해 생각하면서, 저의 Indium Corporation 동료인 Dr. Ning-Cheng Lee 가 이번 주의 논문에서  발표하는 BiAgX®  합금 시스템을 기반으로 한 고온에서 용해되는 비납 솔더가 머리에 떠올랐습니다. 더 높은 온도에서 용해되는 솔더는 솔더 서열로 불리는 것에서 가끔 필요합니다. 솔더 서열은 다단계의 솔더링에서 가장 높은 온도에서 시작해서 낮은 용해온도로 온도를 내려갈 때 녹는 솔더를 포함하고 있습니다.

힘내세요,

Dr. Ron

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