Спросите Hackaday: получить лидерство или нет?

May 19, 2023

На протяжении большей части истории промышленной электроники пайка была довольно скучной. Смешайте немного свинца с небольшим количеством олова, придумайте, как намотать его на канифольную нить, вот и все. Конечно, рецептура флюсов немного изменилась, соотношение свинца и олова было изменено для определенных применений, а иногда производители добавляли что-то экзотическое, например, немного серебра. Но пайка была довольно обыденным делом.

Затем в 2003 году унылый серый мир припоя перевернулся с ног на голову, когда Европейский Союз принял директиву под названием «Ограничение использования опасных веществ» или RoHS. Мы все видели маленькие логотипы RoHS на электронном оборудовании, и хотя директива распространяется на десять веществ, включая ртуть, кадмий и шестивалентный хром, чаще всего она ассоциируется со свинцовым припоем. RoHS, призванный частично снизить токсичность потока электронных отходов, объем которого во всем мире составляет около 50 миллионов тонн в год, ознаменовал конец господства сплава 60:40 как короля электрических соединений, по крайней мере, для любых продуктов, предназначенных для европейском рынке, когда он вступил в силу в 2006 году.

Вопрос о том, намеревались ли регуляторы ЕС при принятии RoHS полностью встряхнуть электронную промышленность, является спорным, поскольку именно это и произошло. Промышленность поначалу упорствовала и приводила аргументы против перехода на бессвинцовые припои, некоторые из которых были достаточно химически и электронными, чтобы получить освобождение от RoHS. Но бессвинцовые припои, в основном олово с примесью меди и серебра, стали законом страны для большинства потребительских электронных продуктов.

Несмотря на ранние прогнозы отрасли о гибели бессвинцовых припоев, производители хорошо адаптировались к изменениям. Были изменены процессы пайки волновой пайкой и оплавлением, исследованы новые химические свойства флюсов, и в целом предсказания о том, что мир пойдет наперекосяк из-за коротких усов, которые наверняка будут расти, как сорняки из припоев на основе олова, не оправдались. Исключения были предоставлены для приложений, которые, вероятно, страдают от проблем с образованием наростов, но для потребительских товаров бессвинцовые припои довольно легко стали мейнстримом.

Но это не означает, что все уверены в будущем, свободном от свинца. Это то, что Зак Фредин, завсегдатай Суперконференций, хакер по значкам и предприниматель в области аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом, обнаружил, когда недавно написал в Твиттере о своих чувствах по поводу того, что при пайке на 100% не используется свинец. Зак получил изрядную отпор со стороны своих последователей, некоторые из которых написали в Твиттере, что они избегают бессвинцовых припоев, потому что пары флюса от них более токсичны.

Затем к битве присоединился Бен Хенке, еще один фанат игры без свинца. Он заметил твит Зака ​​и возражения против него и вместо того, чтобы руководствоваться интуицией, обратился к литературе. Он изложил свои выводы в интересном сообщении в блоге, в котором подробно описывает то, что он обнаружил, просматривая паспорта безопасности (SDS) для двух припоев Kester: одного этилированного и одного бессвинцового. По сути, его вывод заключается в том, что оба припоя содержат один и тот же флюс, из чего он приходит к выводу, что токсичность флюса является убедительным аргументом в пользу использования этилированного припоя.

Но так ли это? Хотя эти два припоя имеют одинаковые флюсовые сердечники, я не думаю, что вы можете утверждать, что пары флюса одинаковы, что, конечно, имеет значение. Бессвинцовые флюсы обычно требуют больше тепла, чем их собратья, не соответствующие RoHS, а более высокая температура может привести к испарению большей части флюса, что приведет к образованию большего количества дыма. Более того, более высокие температуры потенциально могут изменить химический состав испаренного флюса, сделав его более токсичным. Нечто подобное происходит с мясом, приготовленным на гриле, где приготовление на открытом огне приводит к образованию в дыме гетероциклических аминов и полициклических ароматических углеводородов, потенциальных канцерогенов, которые с дымом попадают на мясо.

Может ли это быть причиной утверждений о том, что бессвинцовые флюсы опаснее для вас, чем пары традиционных флюсов? Не знаю, но знаю, что это заставляет меня задуматься и переосмыслить всю дискуссию о свинцовом и бессвинцовом методе. Я думаю, что и Зак, и Бен имеют веские аргументы, и я аплодирую Бену за то, что он нашел время, чтобы прочитать паспорта безопасности и сообщить о том, что он нашел. Это убедительно, но я не хочу переходить на 100% бессвинцовый продукт только на этом основании.