Po väčšinu histórie priemyselnej elektroniky bolo spájkovanie pomerne nudné. Zmiešajte trochu olova s trochou cínu, vymyslite, ako to omotať okolo vlákna kolofónie, a to je v podstate všetko. Iste, zloženie tavidiel sa trochu menilo, rovnako aj pomer olova a cínu sa upravoval pre určité aplikácie a niekedy výrobcovia pridávali dokonca niečo exotické, napríklad trochu striebra pre zlepšenie vlastností spájky. Ale spájka bola aj tak v podstate celkom bežná a obyčajná vec.

V roku 2003 sa nudný šedý svet spájok obrátil kompletne naruby... Európska únia prijala smernicu s názvom "Obmedzenie nebezpečných látok" alebo v skratke "RoHS". No a odvtedy sme všetci videli všade malé logá RoHS na rôznom elektronickom vybavení, a hoci sa táto smernica vzťahuje iba na desať látok vrátane ortuti, kadmia a šesťmocného chrómu, najčastejšie sa aj tak spája s olovnatou spájkou. Smernica RoHS, ktorej cieľom je čiastočne znížiť toxicitu produkovaného elektronického odpadu, ktorého sa na celom svete ročne vyprodukuje približne 50 miliónov ton, znamenala v roku 2006, keď vstúpila do platnosti, koniec vlády zliatiny dobre známej ako "60:40" ako kráľa všetkých elektrických spojov, prinajmenšom pre všetky výrobky určené pre európsky trh. Aké následky, alebo dôsledky prinieslo RoHS?

Neplánované dôsledky v priemysle

Je otázne, či bolo zámerom regulačných orgánov EÚ pri prijímaní RoHS úplne otriasť elektronickým priemyslom, pretože presne to sa aj stalo a priemysel spočiatku zatínal päste a predkladal rôzne argumenty proti prechodu na bezolovnaté spájky, z ktorých niektoré boli z chemického a elektronického hľadiska dostatočne opodstatnené na to, aby si vyslúžili výnimky z RoHS. Ale bezolovnaté spájky, väčšinou cín s prímesou medi a striebra, sa aj tak stali zákonmi pre väčšinu výrobkov spotrebnej elektroniky.

Napriek prvým predpovediam priemyslu, že bezolovnaté spájky budú znamenať jeho záhubu, výrobcovia sa zmenám pomerne dobre a najmä rýchlo prispôsobili. Zmenili sa procesy spájkovania vlnou a pretavovania, skúmali sa nové chemické tavidlá a vo všeobecnosti sa nenaplnili katastrofické predpovede o tom, že svet sa zrúti z krátkych metličiek, ktoré určite vyrastú ako burina zo spájok na báze cínu. Výnimky boli udelené pre aplikácie, (NASA, Letecká doprava, Armáda) ktoré by mohli trpieť problémami s whiskeringom, ale pre spotrebiteľské výrobky sa bezolovnaté spájky stali bežnou záležitosťou celkom bez problémov. Avšak čo vám výrobcovia nepovedia je zvýšený podiel opráv priamo vo výrobe, ktorý v dobách olovnatej spájky bol niekoľko násobne nižší - viem to z vlastnej skúsenosti.

Následky pre "bastličov"

Áno aj naša komunita čoskoro zistila, že významné obmedzenia sa týkajú aj nás a nie iba elektronického priemyslu, ako sme si to blahosklonne spočiatku mysleli. Až veľmi rýchlo sme zistili na vlastnej koži dôsledky totoho rozhodnutia. Prvým dôsledkom a trúfam si povedať, že najvýznamnejším je obmedzenie predaja olovnatej spájky pre obyčajných smrteľníkov. Predajcovia tento tovar poväčšine húfne vyradzujú zo svojej ponuky a ak je aj dostupný tak jedine na živnostenské oprávnenie. Ďalším problémom tentokrát pri používní bezolovnatej spáky je jej evidentne vizuálne nekvalitné pretavenie. Bezolovnatá spájka má jednoznačne horšiu zmáčavosť ako olovnatá spájka. Následne nízka zmáčavosť spôsobuje vysokú mieru opráv spájkovaných spojov, čím dochádza k značnej tepelnej záťaži plošného spoja, spájkovacieho bodu a samotného komponentu. Krehkosť spájkovaného spoja - poznate to aj vy, že? Toľko sa s tým človek babre a ono sa to zlomí, alebo rozpadne...

Výhodou používania olovnatej spájky je jej dostatočná tekutosť. Má oveľa nižšiu teplotu topenia ako bezolovnatá spájka, a preto má menšie tepelné účinky na elektronické komponenty. Okrem toho, keď spájka vychladne, získava jasnejší vzhľad ako bezolovnatá spájka, čo znaťne uľahčuje odhalenie problémov, ako je oxidácia, či studený spoj. Okrem toho je olovnatá spájka lacnejšia a jednoduchšia na použitie ako bezolovnatá spájka.

NASA nenávidí "fúzaté spoje" (whiskering), ale pravdepodobne to asi nebude ten pravý dôvod vyhýbať sa bezolovnatým spájkam, že? Politika NASA má dva základné princípy: vyhýbanie sa spájkam bez obsahu Pb a kontrola povrchov z čistého cínu. Zdroj: NASA Electronic Parts and Packaging Program

Z radov čitateľov dostávame pomerne vysokú odozvu, že sa bezolovnatým spájkam okľukou vyhýbajú, pretože výpary z nich sú toxickejšie, a vykonané spoje nekvalitnejšie než zo spájok na báze olova - ako ste na tom vy?

Všetko je to o tavidle

Je to pravda? Hoci tieto dve konkrétne spájky majú rovnaké jadrá s tavidlom, nemyslím si, že je možné argumentovať tým, že aj výpary tavidiel sú rovnaké, čo je samozrejme to, na čom záleží. Bezolovnaté tavidlá zvyčajne vyžadujú viac tepla ako ich príbuzní bez RoHS a väčšie teplo logicky môže odparovať viac tavidla, čo má za následok aj viac výparov. Navyše, vyššie teploty by mohli potenciálne zmeniť chemické zloženie odpareného tavidla, čím by sa stalo toxickejším. Niečo podobné sa deje napríklad pri grilovanom mäse, kde príprava na otvorenom ohni (cancer.gov) vedie k tvorbe heterocyklických amínov (uvzsr.sk) a polycyklických aromatických uhľovodíkov (svps.sk) v dyme, teda potenciálnych karcinogénov, ktoré sa v dyme dostávajú na mäso.

Mohlo by to byť príčinou tvrdení, že bezolovnaté tavidlá sú preto horšie ako výpary z tradičných tavidiel? Neviem, ale viem, že ma to núti zamyslieť sa nad celou diskusiou o olove a bezolovnatých tavidlách. Osobne si však myslím, že práve vy - používatelia budete mať opodstatnené pripomienky. Údaje v katalógových listoch rôznych výrobcov síce znejú celkom presvedčivo, ale nie som ochotný prejsť na 100 % bezolovnatý výrobok len na základe nich.

Tu sa obraciame na vás, milí čitatelia, pretože som si celkom istí, že máte na túto otázku silné a rôznorodé názory. Čo si myslíte o celej debate o olove a bezolovnatých výrobkoch? Myslíte si, že väčšie riziko predstavujú kovy v spájke alebo súvisiace výpary z tavidla? V rozpore s informáciami s RoHS uskutočnila spoločnosť NASA štúdiu o použití olova v elektronike. V štúdii sa zistilo, že existuje len veľmi málo dôkazov podporujúcich tvrdenie, že olovo aplikované v elektronických zariadeniach spôsobuje vážne škody na životnom prostredí a ľuďoch. Pravda je taká, že keď sa odvolávame pri opravy elektroniky na nekvalitu bezolovnatej spájky, tak množstvo olova, ktoré sa použije pri problémo zo zmáčavosťou spájky používajeme tak malé množstvo olova, ktoré je zanedbateľné na to, aby bolo škodlivé pre človeka. Alebo je to všetko zbytočné, pokiaľ sa používa správne odsávanie výparov a bezpečnostné opatrenia podľa zdravého rozumu? Vo všeobecnosti je oveľa ekonomickejšie a efektívnejšie používať olovnatú spájku vzhľadom na jej jedinečné vlastnosti a výhody. Bezolovnatá spájka jednoducho patrí na odkvapovú rúru a nie na dosku plošného spoja - jedine tam som ju ochotný akceptovať. Vyjadrite sa prosím aj vy v komentároch nižšie a samozrejme v ankete. Ďakujem