Loodsoldeer, dat grotendeels bestaat uit tin en loodlegeringen, wordt al eeuwenlang veel gebruikt vanwege het lage smeltpunt. Gezondheids- en milieuoverwegingen hebben de industrie echter doen overstappen op producten zonder lood. Deze verschuiving wordt georkestreerd door regelgeving zoals RoHS (Beperking van gevaarlijke stoffen), Met name op de Europese markt, om de hoeveelheid schadelijke stoffen in elektronische gadgets te verminderen. In deze blog bespreken we de belangrijkste verschillen in de discussie over loodhoudend soldeer versus loodvrij soldeer. We bespreken de eigenschappen en voordelen ervan, zodat u een weloverwogen beslissing kunt nemen voor uw volgende project.
Wat is loodsoldeer?
Loodsoldeer is het werkpaard van elektronica montage door de vele decennia heen. Dit bestaat voornamelijk uit tin en lood, hoewel tin in de meeste gevallen in grotere hoeveelheden aanwezig is dan lood. Het maakt doorgaans 60% van de legering uit, terwijl lood 40% uitmaakt. Het heeft verschillende voordelen, zoals een laag smeltpunt, lage kosten en gebruiksgemak. Lood is echter giftig en deze gevaarlijke stof heeft veel negatieve effecten op de gezondheid van mensen die ermee werken. Het verontreinigt ook de bodem en het water, waardoor de afvoer van dergelijke producten die lood bevatten een groot probleem is.
Wat is loodvrij soldeer?
De pogingen om loodvrij soldeer te gebruiken, zijn voornamelijk te wijten aan de gevolgen ervan voor de menselijke gezondheid en het milieu. Loodvrij soldeer bevat tin en kan zilver (Ag), koper (Cu) en/of bismut (Bi) bevatten. Soldeermaterialen zonder lood voldoen aan wereldwijde wettelijke kaders, namelijk de RoHS-richtlijn, waardoor gezondheidsrisico's voor werknemers en consumenten worden verminderd. Ze hebben echter beperkingen, zoals een hoog smeltpunt, en er zijn problemen met de betrouwbaarheid.
Loodsoldeer versus loodvrij soldeer: de belangrijkste verschillen vergelijken
- Smeltpunten: Loodsoldeer heeft een lagere smelttemperatuur en is daardoor gemakkelijker te verwerken. Loodvrij soldeer vereist hogere temperaturen, wat uitdagingen oplevert op het gebied van thermisch beheer.
- Elektrische geleidbaarheid: Ze bieden beide een goede elektrische geleiding, hoewel het huidige loodvrije soldeer mogelijk een iets hogere weerstand heeft vanwege het ontbreken van looddeeltjes.
- Mechanische sterkte: Loodvrije soldeerverbindingen creëren in de meeste gevallen soldeerverbindingen met een lagere ductiliteit dan loodsoldeerverbindingen. Dit betekent dat loodvrije soldeerverbindingen brozer zijn en gevoeliger voor breuk van de soldeerverbinding wanneer het object wordt belast of aan thermische schommelingen onderhevig is.
- Betrouwbaarheid en duurzaamheid: Loodsoldeerpunten zijn over het algemeen minder gevoelig voor spanning en vermoeidheid vergeleken met loodvrije soldeerpunten. Dat laatste kan een grote uitdaging vormen bij het ontwerpen van producten die meer tests nodig hebben, vooral onder zware omstandigheden.
- Bevochtigingsvermogen: Loodsoldeer heeft een beter bevochtigingsvermogen dan loodvrij soldeer, wat de vorming van betere verbindingen bevordert. Hoewel loodvrij solderen de hoeveelheid giftige stoffen die in het proces worden gebruikt kan verminderen, is de bevochtiging ervan over het algemeen veel slechter.
- Kosten: Loodsoldeer is goedkoper, voornamelijk omdat het makkelijker verkrijgbaar is en relatief eenvoudig te produceren is. Loodvrij soldeer is daarentegen relatief duur in termen van grondstoffen en vereist dure gereedschappen en apparatuur om te gebruiken.
- Gezondheidsproblemen: Lood is gevaarlijk voor de gezondheid en het leven van mensen. Loodvrije soldeer beschermt mensen tegen de negatieve effecten ervan, zorgt voor veiligere werkomstandigheden en verkleint de kans op en de gevolgen van loodverontreiniging.
| Appartementen | Loodsoldeer (Sn-Pb) | Loodvrije soldeer |
| Smeltpunt | Lager (183°C voor Sn63/Pb37) | Hoger (217-227°C voor gangbare legeringen) |
| Elektrische geleiding | Iets beter | Iets lager |
| Mechanische kracht | Meer ductiel | Minder ductiel, brozer |
| Betrouwbaarheid en duurzaamheid | Vergevingsgezinder voor stress en vermoeidheid | Vereist zorgvuldig ontwerp en testen |
| Bevochtigingsmogelijkheden | Bovenste | Slechtere bevochtigingseigenschappen |
| Tin Whisker Groei | Lager risico | Hoger risico, afhankelijk van de legering |
| milieueffectrapportage | Hoge toxiciteit door loodgehalte | Minder giftig, maar sommige bestanddelen kunnen gevaarlijk zijn |
| Kosten | Over het algemeen lager | Over het algemeen hoger |
| Gezondheidszorg | Giftig, brengt gezondheidsrisico's met zich mee | Veiliger, geen loodverontreiniging |
| Warmtegeleiding | 50 (W/m) * 1k * 1s | 73(W/m) * 1k * 1s |
Loodsoldeer versus loodvrij soldeer: hoe kiest u?
Nu we de voor- en nadelen van loodsoldeer en loodvrij soldeer begrijpen, rijst de vraag: welke moet je kiezen? Er zijn een aantal dingen die je moet overwegen voordat je de definitieve beslissing neemt.
Regulatory Compliance
Als uw overheid het gebruik van lood heeft verboden of als de producten die u ontwikkelt, verkocht zullen worden in Europese landen die de RoHS-richtlijn hanteren, dan zit er eigenlijk niets anders op dan loodvrij soldeer te gebruiken.
Toepassingsbehoeften
De vereisten van uw project kunnen een belangrijke rol spelen bij het bepalen van het type soldeer dat u wilt gebruiken. Zo blijft loodhoudend soldeer de voorkeur geven aan de luchtvaart-, luchtvaart- en medische elektronica. Loodhoudend soldeer is grondig getest en heeft bewezen een hoge betrouwbaarheid te behouden, zelfs in de zwaarste omstandigheden. Consumentenproducten die niet veel waarde hechten aan betrouwbaarheid, zullen daarentegen compromissen sluiten over loodvrij soldeer om aan de regelgeving te voldoen.
Compatibiliteit van apparatuur
Loodsoldeer kan problemen opleveren met de compatibiliteit met bestaande apparatuur. Voor loodvrij soldeer is het noodzakelijk om machines met hoge werktemperaturen te upgraden, waaronder Loodsoldeer kan problemen opleveren met de compatibiliteit met bestaande apparatuur.
Kostenoverwegingen
Hoewel loodsoldeer relatief goedkoper is, moeten ook de totale kosten in aanmerking worden genomen. Hierbij moet rekening worden gehouden met andere factoren, zoals gezondheidsrisico's, boetes voor het overtreden van wetgeving omtrent loodvrij gebruik en de kosten van de overstap naar loodvrije producten.
Betrouwbaarheid op lange termijn
De duurzaamheid van soldeerverbindingen is een belangrijke factor voor het succes van het product op de lange termijn. Het is ook belangrijk voor het product dat te maken krijgt met zware omgevingsomstandigheden. Loodvrije soldeerverbindingen kunnen gevoeliger zijn dan loodhoudende verbindingen en vereisen mogelijk aanvullende tests en kwaliteitscontroles.
Conclusie
Loodhoudend soldeer is door de jaren heen gebruikt vanwege de betrouwbaarheid en relatieve eenvoud. Loodvrij soldeer wint echter langzaam terrein vanwege milieuoverwegingen en de minste schadelijke gevolgen voor de gezondheid. Concluderend: hoewel loodhoudend soldeer een hoge betrouwbaarheid heeft in vergelijking met loodvrij soldeer, zullen de toekomstige trends in de elektronica-industrie worden gekenmerkt door milieuvriendelijke soldeermiddelen. De beslissing om loodhoudend soldeer te blijven gebruiken of over te stappen op loodvrij soldeer zal per project verschillen vanwege beperkingen zoals de bestaande normen en de kosten versus betrouwbaarheid.
