ハッカデイに質問してください: リードを引き出すかどうか?

May 19, 2023

産業用電子機器の歴史のほとんどにおいて、はんだは非常に退屈なものでした。 少量の錫に鉛を混ぜて、それをロジンの糸に巻き付ける方法を考えれば、それだけです。 確かに、フラックスの配合は少し変更され、鉛と錫の比率が特定の用途に合わせて微調整され、メーカーが少量の銀のような珍しいものを追加することもありました。 しかし、はんだは非常にありふれたものでした。

そして 2003 年、欧州連合が有害物質制限 (RoHS) と呼ばれる指令を採択したことで、はんだの鈍い灰色の世界はひっくり返りました。 私たちは皆、電子機器に小さな RoHS ロゴを見たことがあるでしょう。この指令は水銀、カドミウム、六価クロムを含む 10 種類の物質を対象としていますが、最も一般的には鉛はんだと関連付けられています。 RoHS は、世界中で年間約 5,000 万トンに達する電子廃棄物の流れの毒性を軽減することを目的の 1 つとしており、少なくとも用途を目的としたすべての製品において、電気接続の王様としての 60:40 合金の統治に終止符を打ちました。 2006 年に発効した欧州市場。

RoHSを採用したときのEU規制当局の意図がエレクトロニクス業界を完全に揺るがすことだったのかどうかは議論の余地がある。なぜなら、それが実際に起こったことだからだ。 業界は当初、鉛フリーはんだへの切り替えに反対する主張を展開したが、その一部は化学的および電子的に十分有効であり、RoHS の免除を獲得した。 しかし、主に銅と銀を混ぜた錫を使用した鉛フリーはんだが、ほとんどの家庭用電化製品製品で使用されるようになりました。

鉛フリーはんだの破滅について業界が初期に予測していたにもかかわらず、メーカーはその変化にうまく適応した。 ウェーブはんだ付けとリフローのプロセスが変更され、新しいフラックスの化学的性質が模索され、一般に、錫ベースのはんだから雑草のように確実に生えるショート誘発ウィスカーによって世界が大混乱に陥るという予測は外れました。 ウィスカリングの問題が発生する可能性がある用途には免除が認められましたが、消費者向け製品では、鉛フリーはんだがほぼシームレスに主流になりました。

しかし、それは誰もが鉛フリーの将来を確信しているという意味ではありません。 これは、スーパーカンファレンスの常連であり、バッジハッカーであり、オープンソースハードウェア起業家であるザック・フレディン氏が、はんだ付けを 100% 鉛フリーにすることについての感想を最近ツイートしたときに発見したことです。 ザック氏はフォロワーからかなりの反発を受けており、中には鉛フリーはんだから出るフラックスガスの毒性がより強いため、鉛フリーはんだを避けているとツイートした人もいた。

この戦いには、もう一人の鉛フリーファンであるベン・ヘンケも加わった。 彼はザックのツイートとそれに対する反対意見に気づき、直感に従う代わりに文献を調べた。 彼は自分の発見を興味深いブログ投稿にまとめました。そこでは、2 つの Kester はんだ (1 つは鉛入り、もう 1 つは鉛フリー) の安全データシート (SDS) を調べたときに発見した内容が詳しく説明されています。 基本的に、彼の解釈は、両方のはんだには同じフラックスが含まれているということであり、そこからフラックスの毒性は有鉛はんだを使い続けるためのもっともらしい議論であると結論付けています。

しかし、それは本当でしょうか？ これら 2 つの特定のはんだのフラックス コアは同じですが、フラックスの煙が同じであるという議論はできないと思います。もちろん、それが重要です。 鉛フリーのフラックスは通常、非 RoHS フラックスよりも多くの熱を必要とし、より多くの熱がフラックスを蒸発させる可能性があり、その結果、より多くのヒュームが発生する可能性があります。 さらに、温度が高くなると、気化したフラックスの化学的性質が変化し、毒性が高まる可能性があります。 グリルした肉でも同様のことが起こり、直火で調理すると、煙の中に複素環アミンや多環芳香族炭化水素が生成され、煙に乗って肉に漂ってくる可能性のある発がん物質が生成されます。

これが、鉛フリーのフラックスが従来のフラックスからのガスよりも体に悪いという主張の背後にあるのでしょうか? 分かりませんが、それが私に一時停止を与え、有鉛か無鉛かの議論全体を再考させてくれることは知っています。 ザックとベンの指摘はどちらも正当だと思います。時間をかけて実際に SDS を読み、発見したことを報告したベンを称賛します。 説得力はありますが、それだけに基づいて 100% 鉛フリーに切り替えるつもりはありません。

ここで、親愛なる読者の皆さんにこの問題を委ねます。皆さんがこの問題に関して強くて多様な意見をお持ちであることは間違いありません。 鉛対鉛フリーの議論全体についてどう思いますか? はんだに含まれる金属や、それに伴うフラックスの煙によるリスクがより高いと感じますか? さまざまなはんだからのヒュームの組成を分析した研究を見たことがありますか? それとも、適切なヒュームの排出と常識的な安全対策が採用されている限り、これはすべて赤ニシンなのでしょうか? 以下のコメントで音を消してください。