여러분,
무연 조립의 명백한 단점은 오븐의 온도를 더 높게 설정해야 하므로 전력 소비량이 늘어난다는 점입니다. 하지만 이 추가 전력 소비량이 과연 상당한 수준일까요? 빌 오리어리(Bill O’Leary)는 일반적인 SMT 오븐이 킬로와트시(kWh)당 0.072달러의 전기 요금으로 연간 7,000달러 상당의 전기를 소비하며, 일반적인 SMT 라인의 연간 전력 소비량은 약 100,000kWh에 달한다고 주장합니다. 일반 가정이 연간 약 5,000~20,000kWh의 전기를 소비한다는 점을 고려할 때, 이 수치는 꽤 타당해 보입니다.
1990년대 후반 전 세계에는 35,000개의 SMT 라인이 있었으며, 3%의 성장률을 적용하면 현재 약 50,000개에 달할 것입니다. 따라서 전 세계 SMT 리플로우 오븐의 전력 소비량은 약 5E9 킬로와트시(50,000대 × 100,000 킬로와트시/년)가 될 것입니다. 전 세계 전력 소비량은 약 150,000E9 킬로와트시입니다.
대부분의 열 손실이 대류에 기인하므로, 에너지 소비 증가는 오븐 온도와 실내 온도(25°C)의 차이에 대략 비례할 것입니다. 주석-납 솔더를 처리하는 오븐은 약 210°C에서 작동하는 반면, 무납 솔더를 처리하는 오븐은 250°C에서 작동합니다. 따라서 무납 오븐의 추가 에너지 소비량은 (250-25)/(210-25)로, 약 22% 더 많을 것입니다. 따라서 전 세계의 모든 조립 라인이 SMT 방식이라면, 추가 에너지 소비량은 약 0.22 × 5E9 Kwh = 1E9 Kwh가 될 것입니다. 이 추가 전력 비용은 0.10달러/Kwh 기준으로 약 1억 달러(미국)가 될 것입니다. 전자 산업의 매출은 약 1.5조 달러입니다. 따라서 이 추가 비용은 매출의 약 0.0067%에 해당합니다. 전 세계 연간 전력 소비량이 약 150,000 E9 Kwhr인 점을 고려할 때, 이 증가분은 전체 전력 소비량의 약 1/150,000, 즉 0.00067%에 해당합니다.
따라서 전력 소비량은 늘어나지만, 그 증가폭은 판매되는 전자제품의 가치나 전 세계 총 전력 소비량에 비하면 미미한 수준입니다.
기온이 높아진다는 이야기를 하니, 인듐 코퍼레이션(Indium Corporation)의 동료인 닝청 리(Ning-Cheng Lee) 박사가 BiAgX® 합금 시스템을 기반으로 한 고융점 무연 솔더에 관한 논문을 발표한 것이 떠오릅니다. 소위 ‘솔더 계층 구조’에서는 종종 고융점 솔더가 필요합니다. 솔더 계층 구조란, 가장 높은 융점을 가진 솔더부터 시작하여 여러 납땜 단계에 걸쳐 융점이 점점 낮아지는 순서로 솔더를 사용하는 방식을 말합니다.
건배,
론 박사
