Rusaknya solder pot dengan pemakaian Lead free solder
Seperti yang sudah diketahui bahwasanya lead free menyebabkan terkikisnya solder pot lebih besar ketimbang pemakaian eutectic solder. Erosi dan kerusakan yang terjadi pada solder pot berada di daerah:
- Sekitar bagian sambungan solder pot
- Fin ( baling-baling ) motor
- Sekitar gate keluar masuknya solder pada duct
- Batas permukaan solder cair pada dinding solder pot
- Dll
Penyebab rusaknya solder pot ini dapat dipilah menjadi 2 hal yaitu:
1. Kelelahan(fatigue) dan kerusakan mekanis
2. Erosi.
Untuk kelelahan mekanis, biasanya terjadi pada heater dan daerah sekitar sambungan solder pot yang mengalami proses welding. Heater dan solder pot memiliki thermal expansion coefficient yang berbeda. Sehingga saat dilakukan soldering, strain force ( gaya tegang) terkonsentrasi pada sambungan dan menyebabkan kerusakan pada bagian tsb. Pemakaian lead free Sn-Ag-Cu dengan melting point ( sekitar 218 oC ) yang lebih tinggi dibandingkan eutectic solder Sn-Pb dg melting point 183 oC menybabkan gaya tegang yang lebih tinggi. Sehingga besar kemungkinan lead free menyebabkan kelelahan mekanis lebih tinggi.
Penanganan kelelah mekanis bisa dilakukan dengan cara Heater tidak disambungkan ( dengan welding ke solder pot ). Tetapi dengan cara membiarkan heater terapung didalam solder cair.
Untuk masalah erosi, kerusakan terjadi pada bagian fin ( baling-baling motor ), gate keluar masuk solder pada duct, sebagian dari bagian bengkok didalam duct, heater dan daerah sekitar sambungan antara heater dan solder pot. Jika fin mengalami erosi, maka flowing wave solder akan melemah yang berakibat kurang mulusnya proses soldering. Baling2 motor yang rusak juga mengalami ketidakseimbangan rotasi, dan ada kemungkinan fin/baling baling akan terlepas dari shaft/tangkainya.
Sebenarnya erosi ini telah diketahui sekitar 20 tahun yang lalu dimana telah terjadi erosi pada coating pot yang terbuat dari stainless steel . Jika digunakan Sn-Ag solder dan dilakukan pada temperature 400 oC, pada coating akan terjadi erosi. Dan saat itu telah diketahui bahwa lifetimenya sekitar 2 tahun. Untuk memperpanjang lifetime, maka coating material diganti dari stainless steel SUS304 ke SUS 316. Sehingga lifetime beberapa kali lipat. Perbedaan antara SUS304 dan SUS316 terletak pada keberadaan Mo ( Molibden ) sekitar 23% pada SUS316. Pada SUS 314 : Fe-18%Cr-8%Ni dan SUS316 : Fe-18%Cr-12%Ni-2.5Mo
Pada kebanyakan perusahaan elektronik, mereka tidak melakukan perubahan apapun pada solder pot dan langsung mengaplikasikannya pada lead free solder dengan temperature yang lebih tinggi dari eutectic solder. Akibatnya dalam beberapa bulan saja, erosi solder pot terjadi dan tidak bisa digunakan lagi.
Guncangan akibat flowing menyebabkan hilangnya lapisan oksida dari stainless stell. Bagian permuakaan akan cepat larut ke solder cair dan dinding jadi ter expose. Maka atom lead free solder akan menyebar pada bagian permukaan yang terexpose tsb dan membentuk alloy. Campuran alloy ini bersifat rapuh atu retas dan mudah lepas, larut ke solder cair. Inilah terjadinya erosi.
Untuk erosi yang terjadi pada daerah dengan flow solder yang lemah seperti heater dan celah pada solder pot, penyebabnya adalah korosi oleh flux. Saat proses dipping, flux yang menempel pada pCB akan jatuh dan mengalir kesolder cair. Flux akan bertumpuk didaerah sekitar batas permukaan solder cair pada dinding solder pot dan flux tsb akan menyingkirkan lapisan oksida dari stainless steel tempat dimana flux tsb mengumpul dan menempel. Hilangnya lapisan oksida ini menyebabkan permukaan stainless steel menjadi ter-expose dan sedikit demi sedikit larut kedalam solder cair.
Penyelesaian untuk masalah erosi adalah dilakukan pelapisan permukaandengan menggunakan coating Ni-Cr pada bagian yang mudah mengalami erosi atau pada seluruh solder pot.
Untuk meningkatkan wetting dari Lead free solder terhadap Papan PCB, perusahaan elektronik memilih flux yang lebih powerful. Seperti yang sudah diketahui bahwa spread factor Sn-Ag Cu hanyalah sekitar 77 %. Dan wetting Lead free lebih lemah 3.5 kali dibandingkan Eutetic solder. Flux yang powerful ini akan lebih cepat pula dalam menghilangkan oksida pada permukaan stainless steel.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Silakan masukkan komentar anda: