Hackaday에 문의하세요: 단서를 얻을 것인가, 말 것인가?

May 19, 2023

대부분의 산업용 전자 제품 역사에서 솔더는 꽤 지루했습니다. 약간의 납과 약간의 주석을 섞은 다음 송진 실에 납을 감는 방법을 알아내면 그게 전부입니다. 물론, 플럭스 공식은 약간 바뀌었고 특정 응용 분야에 대해 납과 주석의 비율이 조정되었으며 때로는 제조업체가 약간의 은과 같은 이국적인 것을 추가하기도 했습니다. 하지만 솔더는 꽤 평범한 일이었습니다.

그러다가 2003년에 유럽 연합이 유해 물질 제한(RoHS)이라는 지침을 채택하면서 칙칙한 회색 납땜 세계가 뒤집어졌습니다. 우리 모두 전자 장비에 작은 RoHS 로고가 있는 것을 본 적이 있으며, 이 지침은 수은, 카드뮴, 6가 크롬을 포함한 10가지 물질을 다루고 있지만 가장 일반적으로 납 땜납과 관련되어 있습니다. 전 세계적으로 연간 5천만 톤 정도에 달하는 전자 폐기물 흐름의 독성을 부분적으로 줄이기 위한 RoHS는 적어도 모든 제품에 대해 전기 연결의 왕으로서의 60:40 합금의 통치가 끝났음을 의미합니다. 유럽 ​​시장은 2006년부터 발효됐다.

RoHS를 채택할 때 EU 규제 기관의 의도가 전자 산업을 완전히 뒤흔드는 것이었는지 여부는 논쟁의 여지가 있습니다. 왜냐하면 실제로 그런 일이 일어났기 때문입니다. 업계에서는 처음에 무연 솔더로의 전환에 반대하는 주장을 펼쳤는데, 그 중 일부는 화학적, 전자적으로 RoHS 면제를 받을 만큼 충분히 유효했습니다. 그러나 대부분 주석에 구리와 은이 혼합된 무연 땜납은 대부분의 소비자 전자 제품에 대한 법률이 되었습니다.

무연 솔더의 종말에 대한 업계의 초기 예측에도 불구하고 제조업체는 변화에 잘 적응했습니다. 웨이브 솔더링 및 리플로우 공정이 변경되고, 새로운 플럭스 화학이 탐구되었으며, 일반적으로 주석 기반 솔더에서 잡초처럼 자라날 것으로 예상되는 단락 유도 위스커로 인해 세상이 엉망이 될 것이라는 예측은 실패했습니다. 위스커링 문제가 발생할 가능성이 있는 애플리케이션에 대해서는 면제가 허용되었지만, 소비자 제품의 경우 무연 솔더가 꽤 원활하게 주류가 되었습니다.

그러나 이것이 모든 사람이 무연 미래를 믿고 있다는 의미는 아닙니다. 이것이 슈퍼컨퍼런스의 단골이자 배지 해커이자 오픈 소스 하드웨어 기업가인 Zach Fredin이 최근 자신의 납땜에 100% 무연을 적용하는 것에 대한 자신의 느낌을 트윗하면서 발견한 것입니다. Zach는 그의 추종자들로부터 상당한 반발을 받았고, 그들 중 일부는 무연 납땜에서 나오는 플럭스 연기가 더 독성이 있기 때문에 피한다고 답장했습니다.

그런 다음 또 다른 무연 팬인 Ben Hencke가 전투에 참여했습니다. 그는 Zach의 트윗과 그에 대한 반대를 알아차리고 직감적으로 행동하는 대신 문헌을 찾아갔습니다. 그는 자신이 발견한 내용을 흥미로운 블로그 게시물에 기록했는데, 여기서 그는 두 개의 Kester 솔더(하나는 납 포함, 하나는 무연)에 대한 안전 데이터 시트(SDS)를 검토할 때 발견한 내용을 자세히 설명했습니다. 기본적으로, 그가 읽은 내용은 두 솔더 모두 동일한 플럭스를 포함하고 있으며, 그로부터 그는 플럭스 독성이 납 솔더를 고집하는 데 대한 그럴듯한 주장이라고 결론을 내렸습니다.

하지만 그게 사실인가요? 이 두 가지 특정 솔더는 동일한 플럭스 코어를 가지고 있지만 플럭스 연기가 동일하다는 주장을 할 수는 없다고 생각합니다. 물론 이것이 중요합니다. 무연 플럭스는 일반적으로 RoHS를 준수하지 않는 플럭스보다 더 많은 열을 필요로 하며, 열이 높을수록 더 많은 플럭스가 기화되어 더 많은 연기가 발생할 수 있습니다. 게다가 온도가 높을수록 기화된 플럭스의 화학적 성질이 잠재적으로 변경되어 독성이 더 커질 수 있습니다. 구운 고기에서도 이와 같은 현상이 발생하는데, 불 위에서 요리하면 연기 속에서 헤테로고리 아민과 다환 방향족 탄화수소가 생성되어 연기 속에서 고기 위로 떠오르는 잠재적인 발암 물질이 생성됩니다.

이것이 기존 플럭스의 연기보다 무연 플럭스가 더 나쁘다는 주장의 이면에 있을 수 있습니까? 잘 모르겠지만, 그것이 나에게 잠시 멈추게 하고 납과 무연 논쟁 전체를 다시 생각하게 한다는 것을 압니다. 저는 Zach와 Ben 모두 타당한 주장을 갖고 있다고 생각합니다. 시간을 내어 실제로 SDS를 읽고 자신이 발견한 내용을 보고한 Ben에게 박수를 보냅니다. 설득력이 있지만, 그것만으로 100% 무연으로 전환할 의향은 없습니다.