Az elektronikával régóta foglalkozók körében a ROHS, CE jelölés és a környezetvédelmi elvárások kéz a kézben járnak. De valóban védjük a környezetet az avuló berendezéseinkkel, ami garanciaidőn túl csak háromkörös varázslattal javítható? Miért esik ki vagy kapott haladékot az ólommentes kötelezettség alól az űrkutatás, a testen belüli orvostechnikai eszközök és a katonai fejlesztések? Ennek hátteréből próbálok felvillantani egy-két nem igazán ismert epizódot - amolyan véleményszerűen...

Mi az a ROHS?

A RoHS egy betűszó, mely a Restriction of Hazardous Substances - Veszélyes Alkotórészek Szabályozása) címből fakad. RoHS, amely más néven a 2002/95/EC direktívaként is ismert - eredetileg az Európai Unio területén, az elektronikus berendezések veszélyes anyagainak maximális mennyiségét szabályozza. És mindez 2006. július 1-től életbe is lépett, azaz minden EU-ban forgalomba kerülő terméknek meg kell felelni a ROHS szabályzásnak. A ROHS alá tartozó anyagok igen veszélyesek a környezetre, mind a gyártás, mind a reciklálás folyamán. A szabályozás hatálya alá az ólmon (Pb) kívül a higany (Hg), kadmium (Cd), hatvegyértékű króm (CrVI), polibrómozott-bifenolok (PBB) és a polibrómozott-bifenil-éterek (PBDE) tartoznak.

Az ólom

A környezet védelme érdekében meghozott intézkedések sorában nagyon nagy jelentőségű volt az ólom visszaszorítására tett erőfeszítés. Az elektronikai eszközeink - a techológiai fejlődésnek hála - 4-6 évente elavulnak. Gondolj csak a laptopra, aztali PC-re: egy 5 évvel ezelőtti számítógép fejlesztése egy új gép árával összemérhető. Az elavult alkatrészek így gyorsan a kukában végzik.

Az ólomtartalmú forraszanyagok a környezetbe kikerülve vízoldható ólomvegyületekké alakulnak át, amik mérgezik - jólnevelt nehézfémhez illően - a környezetünket. A világ ólomtermelésének kis része forraszanyagként végezte. Az ólomakkumulátorok - melyek a legnagyobb felhasználók - visszagyűjtése már csakk akarat dolga. Azonban az akkuk esetén az ólom koncentráltan áll rendelkezésre, az elektronikai hulladékok esetén ez sokkal szétszórtabban, nehezebben kinyerhetően áll rendelkezésre (egyes becslések szerint az elektronikai eszközök 40%-a az 5 éves életciklust sem éli meg, és lerakóba kerül. A reciklálás országoktól függően ennek a mennyiségnek a 0.5...15%-a!).

Az ólom száműzése a forraszanyagokból számos nemkívánt következménnyel járt:

• a forraszanyag rugalmassága csökkent, így a hidegtörések egyre gyakoribbak lettek,
• a forrasztás hőmérséklete az eddigi 180-220 fok helyett 210-250 fok lett, függően a forraszanyagtól. Így a forrasztási hőfok-ablak lecsökkent, az alkatrészek nagyobb hősokkot kapnak.
• a forrasztási technológiákat fejleszteni kellett, bevált eljárásokat bizonytalanabbakra cserélni.

Az ólommentes forrasztóanyagok fő összetevője az ón maradt azonban az ólom-ötvöző helyett a réz, ezüst, bizmut lépett a képbe. És az ón fémes/félfémes jellemzői megmutatkoznak. A klasszikus az ún. ónpestis - ami csak tiszta ónnal történik meg. A fémes szerkezete alacsony hőfokon átalakul és porrá hullik. Szerencsére ez csak elégtelen forraszanyagnál következik be, mert az ötvözetlen fém csak ritkán fordul elő.

Azonban az ötvözet is tartogat meglepetéseket. A forraszanyagból szálak kezdenek kinőni, melyek néhány mikrométer átmérőjűek, de a hosszuk elérheti a 20 mm-t is! A mechanikai szilárdáguk miatt ezek letöredeznek és fémszálakként az elektronikában kárt okoznak!

A néhány mikron átmérőjű ónszál 20-40 mA áram hatására ég csak el, addig fémes vezetőként rövidzárat okoz az érzékeny elektronikákban. A mikrokontroller áramkörökben a 20..40 mA már a "durungáram" fogalmát súrolja.

A kutatások már régen elkezdődtek, csak valahogyan azt látjuk, hogy a nagy környezetvédelem oltárán sokmindent feláldozunk: az eldobható (kötelezően, periódikusan eldobandó) civilizációs eszközeinket, a garanciaidő végét meg sem érő ipari termékeket. Sokszor a berendezés előállítása során elhasznált energiát _sem_ kapjuk vissza az élettartama során. Mikor számolunk végre teljes költségmutatókat, ahol az előállítás is számít?

 

Forrás:

• http://nepp.nasa.gov/whisker/
• http://nepp.nasa.gov/whisker/reference/tech_papers/2012-Panashchenko-IPC-Art-of-Metal-Whisker-Appreciation.pdf