Az ólomtartalmú ötvözeteket alkalmazó elektronikai ipar évtizedek alatt figyelemre méltóan hatékony forrasztási technológiát, ötvözeteket és folyamatokat fejlesztett ki. 2006. július 1-jén azonban minden megváltozott, amikor az Európai Unió RoHS-szabályozói megtiltották az ólomtartalmú forraszok használatát

Az RoHS utáni korszak elején a közel eutektikus ón-ezüst-réz forraszok uralták az elektronikai forrasztási technológiát (pl. SAC305 [Sn96.5Ag3.0Cu0.5]). Nedvesítési viselkedésük elégséges és likvidusz-hőmérsékletük elég alacsony ah hoz, hogy esetenként a hagyományos hullám- és újraömlesztő-forrasztó berendezésekben használhatóak legyenek.
Mégis, bizonyos tulajdonságok (mint az erős rézbeoldás és magas salakképződés) jellemzőek a magas ezüsttartalmú forraszokra.
Emellett a magas ezüsttartalomból fakadó magas ár megkövetelte az elektronikai forraszok ár-teljesítmény optimalizálásának igényét. (Csak hogy érzékeltessük a hagyományos ólmos és magas ezüsttartalmú ólommentes forraszok árkülönbségét: az ón-ólom forrasz fémértéke 14 USD/kg körüli, míg a SAC305 forrasz 35 USD/kg körüli, 2010-es árakon.)

Az Alpha termékek a Cookson Electronics átfogó fejlesztésének eredményei. A Cookson - mint a világ egyik vezető forrasztástechnológiai cége - nagyban hozzájárult az ipari gyártás RoHS-nek megfelelő átállásához. Egyedülálló megközelítésük a minőség, megbízhatóság és gyártási költséghatékonyság hármas egységét illetően nem csak a költségek ellenőrzéséhez, hanem értékteremtéshez is segítséget nyújt a fogyasztói oldalon.
A Cookson Electronics széles körű mechanikai, termikus és elektromos paramétervizsgálatokat végzett saját laboratóriumaiban alacsony ezüsttartalmú ólommentes forraszokon. Ezek az elemzések igazolták, hogy az alacsony ezüsttartalmú ötvözetek (mint az Alpha SACX0307 Plus [Sn98.9Ag0.3Cu0.7Bi0.1]), amelyek a fő összetevők mellett mikroötvözőket is tartalmaznak, akár a magas ezüsttartalmú forraszok tulajdonságait is felülmúlják egyes vonatkozásokban, mint a termikus fáradással szembeni ellenállás vagy a nedvesítési viselkedés. Ezzel egyidejűleg a magas ezüsttartalmú forraszok bizonyos komoly hiányosságait is kiküszöbölik, mint a törékenység hirtelen mechanikai behatások esetén, vagy a mikrostruktúrában található extrém inhomogenitások.
Ezen kutatások eredményeképpen a Cookson Electronics meghatározta a SACX0307Plus, SACX0807Plus és hasonló ötvözetek családját, amelyek a hullámforrasztás igényeinek legmegfelelőbb, kiemelkedő tulajdonságokkal bírnak.
Vajon ez a kiemelkedő teljesítmény megjelenik-e az ötvözetek forraszpasztában való felhasználása esetén is? A rövid válasz: igen, bár néhány fenntartással és megkötéssel az alkalmazás igényeinek figyelembevételével.
Az alacsony ezüsttartalmú ólommentes forraszok olvadási hőmérséklete például kb. 45 ºC-kal magasabb, mint az ónólom forraszoké. Az ebből fakadóan magasabb folyamathőmérsékletek gondokat okozhatnak, ha a folyamatszabályozás nem precíz. A hőbevitel sebességét korlátozni kell a hordozók és áramköri elemek sérülésének megelőzésére, miközben a hőbeviteli sebességnek elégségesnek kell lennie a folyasztószer aktiválásához addigra, ameddigre az ötvözet megolvad.
Hasonlóan, a forrasztási zónában elért csúcshőmérsékletet és az olvadt állapotban töltött időt (TAL - time above liquidus) korlátoznunk kell, hogy ne tegyük tönkre az elektronikai alkatrészek belső struktúráját, de elég magasaknak kell lenniük ahhoz, hogy mechanikai és elektromos szempontból megbízható forrasztási kötések jöjjenek létre.
Tesztjeink megmutatták, hogy alacsony ezüsttartalmú ötvözeteket tartalmazó forraszpasztákkal is lehetséges hatékony, megbízható gyártási folyamatok kialakítása. A Cookson alacsony ezüsttartalmú forraszpasztái az Alpha OM-340, OM-350 és CVP-360, 85-89% fémtartalommal, RoHS-megfelelőséggel rendelkeznek, és hozzáadott halogének nélkül készülnek.
Természetesen mindegyikük teljesíti a no-clean besoroláshoz szükséges követelményeket is, miáltal felhasználásuk egyszerű és költséghatékony.

A Cookson honlapja