Nghiên cứu công nghệ sản xuất thiếc hàn không chì mác SAC305 sử dụng trong lĩnh vực điện - điện tử

 CN. Lê Văn Kiên, Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
1. Mở đầu:
Trong xu thế khoa học và công nghệ ngày càng phát triển, đời sống của người dân ngày càng nâng cao, việc sử dụng sản phẩm tiêu dùng an toàn sức khỏe là đòi hỏi chính đáng, vì vậy việc nghiên cứu sản xuất ra những sản phẩm tiêu dùng an toàn là một trong những vấn đề cấp thiết, phù hợp với sự phát triển của xã hội, trong đó ngành công nghiệp điện, điện tử, nhất là điện tử tiêu dùng cũng không ngoại lệ.
Trong công nghệ chế tạo thiết bị điện, điện tử tiêu dùng Thiếc hàn là nguyên liệu không thể thiếu để cấu thành một bảng mạch điện tử, chỉ tính riêng tại Việt Nam, mỗi năm ước tính có hàng trăm nghìn mét vuông bảng mạch được sản xuất để phục vụ cho lĩnh vực điện tử. Trong khi đó tại Việt Nam hiện nay chưa sản xuất được thiếc hàn không chì để cung cấp cho các đơn vị chế tạo điện tử mà phải nhập khẩu. Theo tổng kết, mỗi năm Việt Nam sản xuất khoảng 2.500 tấn thiếc kim loại, lượng thiếc này phần lớn được xuất khẩu và nhập khẩu khoảng 1.000 tấn hợp kim thiếc hàn.
Hiện nay, Việt Nam mới sản xuất được thiếc hàn chứa chì với các tỷ lệ khác nhau, chưa có sự nghiên cứu sâu về công nghệ sản xuất thiếc hàn không chứa chì, hệ 2 nguyên và hệ 3 nguyên. Đặc biệt là chưa nghiên cứu được hợp kim mác SAC305, chưa có công nghệ sản xuất loại vật liệu này. Chính vì vậy, nguồn thiếc hàn không chì sử dụng làm nguyên liệu sản xuất cho các nhà máy sản xuất linh kiện, thiết bị điện - điện tử trong nước hoàn toàn phải nhập khẩu.
Đề tài "Nghiên cứu công nghệ sản xuất thiếc hàn không chì mác SAC305 sử dụng trong lĩnh vực điện - điện tử" là đề tài nghiên cứu khoa học cấp Tỉnh do Công ty TNHH một thành viên Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên, thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim thực hiện bằng nguồn kinh phí ngân sách Nhà nước cấp thông qua tỉnh Thái Nguyên. Đề tài thực hiện từ tháng 8 năm 2017 đến tháng 02 năm 2019 và đã được Hội đồng Khoa học và Công nghệ  tỉnh Thái Nguyên nghiệm thu ngày 11/12/2018 theo kết luận Biên bản của Hội đồng KHCN số 139/BB-KHCN ngày 11 tháng 12 năm 2018 đánh giá đạt loại xuất sắc. Kết quả của đề tài là quy trình công nghệ sản xuất thiếc hàn không chì SAC305 và một lượng sản phẩm thiếc hàn không chì SAC305 dưới dạng thanh, dây. Công nghệ sản xuất thiếc hàn không chì mác SAC305 có thể ứng dụng ngay vào sản xuất, có tính khả thi rất cao do sử dụng nguồn nguyên liệu trong nước, đồng thời nguyên liệu được chế biến sâu hơn, có giá trị kinh tế cao hơn, giảm nhập khẩu.
2. Kết quả nghiên cứu và bình luận:
Đề tài đã tiếp thu kinh nghiệm các công trình khoa học đã công bố trong và ngoài nước, đặc biệt là các giản đồ trạng thái hệ hợp kim, dựa trên kinh nghiệm thực tiễn của nhóm thực hiện đối với sản xuất các sản phẩm hợp kim nói chung và hợp kim thiếc hàn nói riêng, đã xây dựng qui trình, tiến hành thí nghiệm xác định các điều kiện và chế độ công nghệ tối ưu, sử dụng qui trình (Hình 1), các điều kiện, chế độ công nghệ xác lập được để nấu luyện thành công các hợp kim SnCu (90-10), SnAg (80-20) và hợp kim mác SAC305 có các chỉ tiêu chất lượng như bảng sau:  
Bảng so sánh chất lượng sản phẩm hợp kim thiếc hàn SAC305 với tiêu chuẩn JAITA Nhật Bản
Thành phần Tỷ lệ % (theo JEITA) Tỷ lệ % (Sản phẩm đề tài) Đánh giá
Sn 96,5 ± 0,3 96,42 Đạt yêu cầu
Ag 3 ± 0,2 2,97
Cu 0,5 ± 0,1 0,51
Pb < 0,05 0,005
 

Hình  1. Đề xuất sơ đồ công nghệ sản xuất thiếc hàn không chì mác SAC305
 
3. Kết luận:
Đề tài đã nghiên cứu thành công, xác lập được qui trình, các điều kiện, chế độ công nghệ phù hợp để chế tạo hợp kim trung gian SnCu(90-10) và SnAg(80-20), làm nguyên liệu đảm bảo thành phần theo phối liệu và độ đồng đều trong sản phẩm, tiến tới chế tạo ra thiếc hàn không chì mác SAC305 áp dụng trong điều kiện tại Việt Nam;
Thành công của đề tài là tiền đề cho các nghiên cứu chi tiết hơn, nghiên cứu sản xuất thử nghiệm và tiến tới ứng dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất ở qui mô công nghiệp, đáp ứng nhu cầu nguyên liệu thiếc hàn không chứa chì cho ngành công nghiệp điện tử, đã và đang phát triển rất mạnh trong thời gian gần đây cũng như những năm tới tại Việt Nam.

Đối tác
MO MIEN NAM
Vimluki
cie
Bộ Công thương
Doi tac 5