Stagno decente RoHS

[Pietro2020]

Mi sto avviando verso la realizzazione di amplificatori hifi valvolari certificanti e avevo dubbi sulla questione rosh... se è possibile usare componenti new old stock non rosh e se devo per forza usare stagno senza piombo perché è orribilmente inaffidabile, con saldature che crepano e si sbriciolano o se esiste una qualche particolare lega che non faccia rimpiangere la cara vecchia 40/60

[MarcoD]

rosh rohs

[brabus]

Pietro,

La saldatura senza piombo è stata perfezionata da decenni: oggi le saldature lead-free non hanno nulla da invidiare a quelle "di una volta" al piombo.
Certo, la lega al piombo si usa ancora in applicazioni aeronautiche e medicali, ma più per una questione assicurativa e non per un reale motivo tecnico.

La vendita di dispositivi "NOS" è possibile solo se si tratta di ricambi altrimenti introvabili.
Domanda: posso sviluppare un nuovo prodotto impiegando componenti NOS che contengono piombo? In generale no, la direttiva non consente deroghe al di fuori di quelle indicate: aerospaziale, medicale e automotive.
È tuttavia possibile argomentare l'impiego di materiale non-RoHS, specificando le ragioni che rendono indispensabile l'impiego dei componenti non conformi e specificandone l'integrazione nel prodotto finale. Si tratta in ogni caso di un processo di omologazione complesso e dispendioso: non ne vale praticamente mai la pena.

Come posso fare per rendere a norma il mio prodotto? Inizia chiedendo il supporto di un ente preposto (ad esempio il TÜV), che saprà aiutarti ad identificare le norme prodotto rilevanti, supportandoti anche nell'interpretazione delle stesse. Potrai poi modificare il tuo prodotto per rispettare ogni requisito, sia esso funzionale o strutturale (ad es.: deroga RoHS).


Se invece voglio realizzare un amplificatore con lega 60/40, valvole con mercurio e contenitore a base di asbesto, conviene limitarsi alla realizzazione hobbystica e volare sotto al radar. Il mercato di dispositivi artigianali è florido e nessun ente si sognerebbe di andare a denunciare chi produce due-tre pezzi l'anno sottobanco. Certo, se il cliente si fa male poi son dolori.

[Pietro2020]

sono già in contatto con un'ente, pagato migliaia di € per documentazione etc... devo realizzare i primi PCB per dei prototipi che recheranno marchiatura CE rohs e tutto quello che serve per poterli vendere ufficialmente e non sottobanco, poi probabilmente si tratterà anche per me di pochi pezzi l'anno (ma molto costosi), ma niente a che spartire con gente che vende generatori di distorsione sotto forma di garbugli di fili e componenti fissati con lo sputo e il nastro isolante.

[brabus]

Benissimo, mi fa piacere che ci sia ancora qualcuno che cerca di fare le cose per bene, senza trovare scappatoie o collocarsi in zone grigie.

Riguardo l'uso dei materiali banditi, è necessario costruire un robusto impianto documentale che dimostri la necessità di impiegare tali componenti e non altri. Se la tecnica non consente l'impiego di materiali alternativi alla lega con piombo, si va in deroga.

Ricordiamo infine che la certificazione e la qualità sono due cose completamente diverse. È possibile immettere nel mercato prodotti di qualità pessima ma in regola con ogni direttiva, e non poter vendere prodotti di qualità sopraffina ma non rispondenti alla norma.
Come detto, non posso vendere polvere di amianto spacciandola per zucchero filato.

[Pietro2020]

beh quello era chiaro, certo che le valvole sono valvole, non ho mi visto la dicitura rohs anche su quelle di produzione attuale, il mio patema più che altro è che ho moltissimo materiale NOS inteso come resistenze condensatori, non necessariamente roba arcaica ma anche di produzione abbastanza recente, semplicemente che ho comprato in lotti dalla chisura di negozi o fondi di magazzino di cui però non ho informazioni, ho semplicemente dei bustoni o delle scatole con migliaia di componenti e mi tirava un po' dover comprarne di nuovo. Ma a parte questa parentesi, a me interessava più che altro sapere o avere qualche consiglio su una lega saldante che potesse garantirmi una certa affidabilità, perché la lega lo stagno/argento/rame che ho provato fa veramente cagare, pastosa e non flussa bene, attacca male o se anche riesci a saldare nei punti critici doce c'è molto calore tipo sotto lo zoccolo di una finale a volte dopo un po' di mesi le saldature si rompono!

[brabus]

Le problematiche che descrivi fanno pensare a un processo di saldatura contaminato. Quale lega stai usando (marca, composizione, tipologia di flussante)? Su che supporto (PCB con processo HASL, ENIG, etc.)?
Il processo lead-free non ha nulla a che vedere con la qualità e la robustezza meccanica: è possibile realizzare eccellenti saldature senza dover per forza usare il piombo come additivo.

Per scegliere la lega saldante devi partire dal tipo di flussante adatto alla tua lavorazione. Fai riferimento alla J-STD-004B, qui una tabella delle principali famiglie:

Un bel flussante ROH1, ad esempio, pulisce a fondo la zona di saldatura e salda anche i reofori più ostinati, ma lascia residui che vanno necessariamente lavati. Un blando ORL0 può essere adatto a un processo no-clean, ma per componenti vecchi va decisamente evitato.

La formula della lega saldante va poi scelta in base al materiale che devi saldare: se tenti di saldare vecchi componenti contenenti piombo usando una lega lead-free, puoi generare una soluzione intermetallica fragile, piena di intagli che nascono durante il raffreddamento. Argento e antimonio aiutano a far risplendere anche le peggiori saldature, mascherando eventuali difetti! Conviene dunque partire dalle specifiche esatte dei PCB e dei componenti che intendi saldare, definendo insieme al tuo EMS la lega più adatta.

Qui un breve e interessante racconto sull'evoluzione della lega saldante: https://hackaday.com/2020/01/28/lead-fr ... daily-use/

Qui un prodotto di alto livello, declinato in varianti: http://nihonsuperior.co.jp/english/prod ... free/core/

Attenzione infine all'oro: esso contamina la saldatura e la rende fragile. Prima di saldare è necessario rimuovere l'oro (se eccessivo) dalla zona interessata. Va benissimo invece per la protezione superficiale di contatti a strisciamento e connettori.

[Pietro2020]

gli zoccoli di miglior qualità sono placata in oro... Le saldature sono fatte a mano non con una macchina, per ora devo ancora produrre il primo PCB, userò solamente componenti discreti a foro passante, no SMD

[brabus]

Ecco, forse abbiamo scovato il problema: il "Gold Embrittlement".
Va benissimo che la zona di contatto coi piedini della valvola sia placcata in oro, quella non va toccata. Ma prima di saldare i pin sul PCB è necessario rimuovere l'oro dalla superficie interessata dalla saldatura. La J-STD001 lo impone per spessori superiori ai 2,54 micron nei pin THT, e sempre, indipendentemente dalla quantità, per la saldatura manuale: https://retronix.com/gold-embrittlement ... 0thickness.

Per rimuovere l'oro è necessario depositare una buona quantità di lega saldante sul pin, lascia diffondere l'oro per qualche secondo, e infine rimuovere l'eccesso con una treccia dissaldante.

[Pietro2020]

va beh allora i pin dorati vanno prestagnati e poi posso aspirare lo stagno prima di saldarli definitivamente, e se incontrassi qualche resistenza o condensatore con i reofori dove c'è del piombo cosa dovrei fare?

Ma è vero che lo stagno migliore usa la colofonia per flussante? pensavo fosse una cosa del passato ma ho letto che la usano ancora... oppure ho letto una cavolata.