Fragen Sie Hackaday: Die Führung rausholen oder nicht?

Oct 21, 2023

Die meiste Zeit in der Geschichte der Industrieelektronik war Löten ziemlich langweilig. Mischen Sie etwas Blei mit etwas Dose, finden Sie heraus, wie man es um einen Kolophoniumfaden wickelt, und das war’s auch schon. Klar, die Flussmittelrezepturen haben sich ein wenig geändert, das Verhältnis von Blei zu Zinn wurde für bestimmte Anwendungen angepasst und manchmal fügten die Hersteller etwas Exotisches wie etwas Silber hinzu. Aber Löten war ziemlich banal.

Im Jahr 2003 wurde die triste Welt des Lots dann auf den Kopf gestellt, als die Europäische Union eine Richtlinie namens „Restriction of Hazardous Substances“ (RoHS) verabschiedete. Wir alle haben die kleinen RoHS-Logos auf Elektronikgeräten gesehen, und obwohl die Richtlinie zehn Stoffe abdeckt, darunter Quecksilber, Cadmium und sechswertiges Chrom, wird sie am häufigsten mit Bleilot in Verbindung gebracht. RoHS, das teilweise darauf abzielt, die Toxizität eines Elektroschrottstroms zu reduzieren, der sich weltweit auf etwa 50 Millionen Tonnen pro Jahr beläuft, markierte das Ende der Herrschaft der 60:40-Legierung als König der elektrischen Verbindungen, zumindest für alle dafür vorgesehenen Produkte auf dem europäischen Markt eingeführt, als es 2006 in Kraft trat.

Ob die Absicht der EU-Regulierungsbehörden bei der Einführung von RoHS darin bestand, die Elektronikindustrie völlig aufzurütteln, ist umstritten, denn genau das ist passiert. Die Branche blieb zunächst stehen und argumentierte gegen die Umstellung auf bleifreie Lote, von denen einige chemisch und elektronisch ausreichend gültig waren, um eine Ausnahme von RoHS zu erhalten. Aber bleifreie Lote, meist Zinn mit einer Beimischung von Kupfer und Silber, wurden für die meisten Produkte der Unterhaltungselektronik zum Gesetz.

Trotz der frühen Vorhersagen der Branche über den Untergang bleifreier Lote haben sich die Hersteller gut an die Veränderungen angepasst. Prozesse für das Wellenlöten und Reflow-Löten wurden geändert, neue Flussmittelchemien erforscht, und im Allgemeinen haben sich die Vorhersagen über eine Welt, die durch die Kurzschlüsse verursachenden Whisker, die mit Sicherheit wie Unkraut durch zinnbasierte Lote wachsen würden, aus dem Ruder gelaufen sei, nicht bewahrheitet. Ausnahmen wurden für Anwendungen gewährt, bei denen die Gefahr von Whiskering-Problemen besteht, aber bei Verbraucherprodukten wurden bleifreie Lote ziemlich nahtlos zum Mainstream.

Aber das bedeutet nicht, dass jeder von einer bleifreien Zukunft überzeugt ist. Das ist es, was Zach Fredin, Superconference-Stammgast, Badge-Hacker und Open-Source-Hardware-Unternehmer, herausgefunden hat, als er kürzlich twitterte, dass er davon überzeugt sei, bei seinen Lötarbeiten auf 100 % Blei zu verzichten. Zach wurde von seinen Anhängern ziemlich heftig zurückgewiesen, von denen einige zurücktwitterten, dass sie bleifreie Lote meiden, weil die Flussmitteldämpfe giftiger seien.

Dem Kampf schloss sich dann Ben Hencke an, ein weiterer bleifreier Ventilator. Er bemerkte Zachs Tweet und die Widerstände dagegen, und anstatt sich auf sein Bauchgefühl zu verlassen, wandte er sich der Literatur zu. Er hat seine Ergebnisse in einem interessanten Blogbeitrag niedergeschrieben, in dem er detailliert beschreibt, was er beim Durchsehen der Sicherheitsdatenblätter (SDB) für zwei Kester-Lote, eines bleihaltig und eines bleifrei, herausgefunden hat. Im Grunde geht er davon aus, dass beide Lote das gleiche Flussmittel enthalten, woraus er schließt, dass die Toxizität des Flussmittels ein stichhaltiges Argument dafür ist, bei bleihaltigem Lot zu bleiben.

Aber stimmt das? Obwohl diese beiden speziellen Lote die gleichen Flussmittelkerne haben, kann man meines Erachtens nicht behaupten, dass die Flussmitteldämpfe gleich sind, worauf es natürlich ankommt. Bleifreie Flussmittel benötigen in der Regel mehr Wärme als ihre nicht RoHS-konformen Gegenstücke, und größere Hitze kann mehr Flussmittel verdampfen lassen, was zu mehr Dämpfen führt. Darüber hinaus könnten höhere Temperaturen möglicherweise die Chemie des verdampften Flussmittels verändern und es giftiger machen. Etwas Ähnliches passiert bei gegrilltem Fleisch, wo beim Kochen über offener Flamme heterozyklische Amine und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe im Rauch entstehen, potenzielle Karzinogene, die im Rauch auf das Fleisch gelangen.

Könnte dies der Grund für die Behauptung sein, bleifreie Flussmittel seien für Sie schädlicher als die Dämpfe herkömmlicher Flussmittel? Ich weiß es nicht, aber ich weiß, dass es mich zum Nachdenken bringt und mich dazu bringt, die ganze Debatte über Blei vs. bleifrei zu überdenken. Ich denke, dass sowohl Zach als auch Ben berechtigte Argumente haben, und ich applaudiere Ben dafür, dass er sich die Zeit genommen hat, die Sicherheitsdatenblätter tatsächlich zu lesen und über seine Erkenntnisse zu berichten. Es ist überzeugend, aber ich bin nicht bereit, allein aufgrund dessen auf 100 % bleifrei umzusteigen.

Hier übergeben wir es an Sie, liebe Leserinnen und Leser, denn wir sind ziemlich sicher, dass Sie zu diesem Thema starke und unterschiedliche Meinungen haben. Was halten Sie von der gesamten Debatte um Blei vs. bleifrei? Haben Sie den Eindruck, dass die Metalle im Lot oder die damit verbundenen Flussmitteldämpfe ein größeres Risiko darstellen? Haben Sie Studien gesehen, die die Zusammensetzung von Dämpfen verschiedener Lote analysieren? Oder ist das alles nur ein Ablenkungsmanöver, solange eine ordnungsgemäße Rauchabsaugung und vernünftige Sicherheitsmaßnahmen angewendet werden? Ton aus in den Kommentaren unten.