Loodvrij solderen en tin whiskers

[Ramon 73]

Onderstaand is afgesplitst vanuit een oud topic, maar omdat de discussie wel interessant is heb ik het even naar een eigen topic verplaatst.
Origineel topic: Solderen gaatjesboard, wat doe ik fout

memphis schreef op maandag 4 maart 2024 @ 21:16:
Volgens mij als je de Arbo op je dak krijgt ben je de sjaak. Naar mijn weten is loodhoudend solderen door bedrijven verboden.
IPC praat nog wel over loodhoudend en loodvrij solderen dus ik weet niet hoever dit gevolgen heeft voor een IPC certificaat.

IPC stelt geen eisen aan het gebruik van loodhoudend of loodvrij soldeertin, totdat we bij Space and Military eisen terecht komen. Dan is het juist een verplichting om met loodhoudend tin te werken.

De verplichting om met loodvrij tin te werken (en mensen te beschermen tegen allerhande schadelijke stoffen) komt uit de RoHS wetgeving. Europese wetgeving "dus" in de VS niet van kracht, daarom worden er in IPC standaarden (muv Space addenda) geen eisen gesteld aan loodvrij/loodhoudend solderen.

@DaWaN @memphis @Compizfox @naftebakje

Tin whiskers komen altijd voor, onafhankelijk of er met loodhoudend of loodvrij soldeertin gewerkt wordt. Kijk maar eens op de Nasa Goddard tin whisker pagina. Daar zie je zat voorbeelden van zeer historisch materiaal met tin whiskers. Dat komt uit de tijd dat er nog (bijna) geen loodvrij soldeertin werd gebruikt. Daarnaast space, dus altijd loodhoudend.

Weliswaar is loodvrij soldeertin meer vatbaar voor tin whiskers dan loodhoudend tin. Maar dat wil niet zeggen dat loodhoudend soldeertin nooit tot tin whiskers zal leiden. Er is een tin whisker wiki waarin wat anekdotes staan uit het pre-rohs tijdperk.


https://nepp.nasa.gov/whisker/photos/aircap/aircapacitor-9.jpg

[ Voor 6% gewijzigd door _ferry_ op 10-09-2026 19:19 ]

[naftebakje]

Ramon 73 schreef op woensdag 9 september 2026 @ 09:05:
[...]IPC stelt geen eisen aan het gebruik van loodhoudend of loodvrij soldeertin, totdat we bij Space and Military eisen terecht komen. Dan is het juist een verplichting om met loodhoudend tin te werken.

...

Excuseer? Denk dat je die claim nog eens moet dubbelchecken. Meer kan ik er niet over zeggen...

[Ramon 73]

naftebakje schreef op woensdag 9 september 2026 @ 12:33:
[...]

Excuseer? Denk dat je die claim nog eens moet dubbelchecken. Meer kan ik er niet over zeggen...

Nope. Loodvrij is RoHS wetgeving. Europese wetgeving.

IPC standaarden zijn internationaal. Daarom kun je geen EU verplichtingen stellen in standaarden die over de hele wereld gebruikt worden.

Denk eraan dat ik de laatste 15 jaar bijna wekelijks deze discussie heb. Maar dat wil niet zeggen dat ik alle wijsheid per definitie in pacht heb. Dus bewijs gerust het tegendeel.

Ja, IPC-J-STD-001HS en IPC/WHMA-A-620DS stellen het gebruik van loodhoudend tin verplicht. Maar dat is het S addendum, voor Space en Military toepassingen. Daar voorziet de RoHS wetgeving ook (grotendeels) in uitzonderingen.

[Neophyte808]

Ramon 73 schreef op woensdag 9 september 2026 @ 12:54:
[...]

Nope. Loodvrij is RoHS wetgeving. Europese wetgeving.

IPC standaarden zijn internationaal. Daarom kun je geen EU verplichtingen stellen in standaarden die over de hele wereld gebruikt worden.

Denk eraan dat ik de laatste 15 jaar bijna wekelijks deze discussie heb. Maar dat wil niet zeggen dat ik alle wijsheid per definitie in pacht heb. Dus bewijs gerust het tegendeel.

Ja, IPC-J-STD-001HS en IPC/WHMA-A-620DS stellen het gebruik van loodhoudend tin verplicht. Maar dat is het S addendum, voor Space en Military toepassingen. Daar voorziet de RoHS wetgeving ook (grotendeels) in uitzonderingen.

Maar wat is daar dan het voordeel nog van? Bij mijn weten zijn er 2 soorten loodhoudende soldeer: 60/40 en 63/37. Die foto van die tin whiskers hierboven is waarschijnlijk van een 60/40 legering en ik ben er niet van overtuigd dat die andere legering beter bestand is tegen tin whiskers.

Overigens: voor space kan ik me voorstellen dat het juist minder uitmaakt omdat je daar veel minder te maken hebt met oxidatie wegens zuurstofgebrek in de ruimte.

[Ramon 73]

Neophyte808 schreef op woensdag 9 september 2026 @ 13:34:
[...]

Maar wat is daar dan het voordeel nog van? Bij mijn weten zijn er 2 soorten loodhoudende soldeer: 60/40 en 63/37. Die foto van die tin whiskers hierboven is waarschijnlijk van een 60/40 legering en ik ben er niet van overtuigd dat die andere legering beter bestand is tegen tin whiskers.

Overigens: voor space kan ik me voorstellen dat het juist minder uitmaakt omdat je daar veel minder te maken hebt met oxidatie wegens zuurstofgebrek in de ruimte.

Je eerste vraag begrijp ik niet. Graag even aanvullen wat het voordeel van wat zou moeten zijn?

Er zijn meer legeringen loodhoudend dan 60/40 en 63/37 maar dit zijn de meest gebruikte. Voor de rest moet ik ook J-STD-005 en 006 erbij pakken.

Dus, Tin whiskers spelen altijd een rol. Ongeacht loodhoudend of loodvrij solderen. Loodhoudend is er wat minder gevoelig voor, maar kan nog steeds gebeuren.

Tin whiskers hebben niks met zuurstof, luchtdruk, elektrische spanning ("stroom"), temperatuur, vocht of vuil te maken. Ze groeien altijd, ongeacht de omgeving. Juist in space speelt het een rol omdat delen vaak lang in gebruik blijven. Kijk eens hoe lang Hubble telescoop en international space Station in gebruik zijn geweest. Voor aardse toepassingen speelt het vaak een minder grote rol. Defect? Hup, neem een nieuwe.

Al zijn er misschien autos op hol geslagen door tin whiskers Wikipedia: Whisker (metallurgy) en is een nucleaire energiecentrale erdoor uitgeschakeld

Kijk maar eens op de Wiki bij examples and incidents

Maar nogmaals, voor commerciële doeleinden spelen tin whiskers geen grote rol.

[ Voor 4% gewijzigd door Ramon 73 op 09-09-2026 19:01 ]

[Neophyte808]

Ramon 73 schreef op woensdag 9 september 2026 @ 18:49:
[...]

Je eerste vraag begrijp ik niet. Graag even aanvullen wat het voordeel van wat zou moeten zijn?

Er zijn meer legeringen loodhoudend dan 60/40 en 63/37 maar dit zijn de meest gebruikte. Voor de rest moet ik ook J-STD-005 en 006 erbij pakken.

Dus, Tin whiskers spelen altijd een rol. Ongeacht loodhoudend of loodvrij solderen. Loodhoudend is er wat minder gevoelig voor, maar kan nog steeds gebeuren.

Tin whiskers hebben niks met zuurstof, luchtdruk, elektrische spanning ("stroom"), temperatuur, vocht of vuil te maken. Ze groeien altijd, ongeacht de omgeving. Juist in space speelt het een rol omdat delen vaak lang in gebruik blijven. Kijk eens hoe lang Hubble telescoop en international space Station in gebruik zijn geweest. Voor aardse toepassingen speelt het vaak een minder grote rol. Defect? Hup, neem een nieuwe.

Al zijn er misschien autos op hol geslagen door tin whiskers Wikipedia: Whisker (metallurgy) en is een nucleaire energiecentrale erdoor uitgeschakeld

Kijk maar eens op de Wiki bij examples and incidents

Maar nogmaals, voor commerciële doeleinden spelen tin whiskers geen grote rol.

Wat het voordeel is van loodhoudende legeringen afdwingen i.p.v. loodvrije, hoe dat beter is als ze toch niet bestand zijn tegen tin whiskers.

Tin whiskers hebben niks met zuurstof, luchtdruk, elektrische spanning ("stroom"), temperatuur, vocht of vuil te maken. Ze groeien altijd, ongeacht de omgeving.

Het ziet eruit als iets dat oxideert over de tijd heen en dat lijkt me juist iets dat onder invloed van stroom/spanning versnelt. Maar het blijkt een natuurkundig en geen scheikundig effect te zijn. Dit artikel geeft aan dat juist een gemiddelde temperatuur de boosdoener is: Wikipedia: Metaalhaartjes dus niet helemaal temperatuur onafhankelijk.

[Ramon 73]

Neophyte808 schreef op woensdag 9 september 2026 @ 19:14:
[...]


Wat het voordeel is van loodhoudende legeringen afdwingen i.p.v. loodvrije, hoe dat beter is als ze toch niet bestand zijn tegen tin whiskers.


[...]

Het ziet eruit als iets dat oxideert over de tijd heen en dat lijkt me juist iets dat onder invloed van stroom/spanning versnelt. Maar het blijkt een natuurkundig en geen scheikundig effect te zijn. Dit artikel geeft aan dat juist een gemiddelde temperatuur de boosdoener is: Wikipedia: Metaalhaartjes dus niet helemaal temperatuur onafhankelijk.

Het voordeel van loodhoudend tin is dat het iets beter bestand is tegen dynamische belastingen. Dus trillingen en schokken is beter te doorstaan met loodhoudend tin.


Het mechanisme achter tin whiskers zou spanningen (mechanisme) tussen de delen van de legering. zijn. Temperatuur is daar een van de factoren in, maar andere bronnen voeren juist weer aan dat temperatuur geen factor van belang is.

[_JGC_]

Ik heb het nooit gezien in het wild op oude moederborden bijvoorbeeld, maar dat zal zijn omdat commerciële printplaten vaak een beschermende laklaag hebben.

Voordeel van loodsoldeer is dat het een lager smeltpunt heeft dan pure tin, wat het makkelijker verwerken maakt en minder kans op het wegfikken van componenten. Verder is lood flexibeler dan tin waardoor je minder snel scheuren krijgt in een verbinding. Er zijn nogal wat (samsung) wasmachines en (nvidia) videokaarten voortijdig overleden door mechanische of thermische stress waardoor soldeerverbindingen gaan scheuren.

[naftebakje]

Voor preventie tegen tin whiskers zijn er andere mogelijkheden dan er op te gokken dat loodhoudend tin dat zou voorkomen, bijvoorbeeld conformal coating. Ze zijn erg zelden, ik heb ze nog nooit tegengekomen.

En als zachtere soldeer de schokken moet opvangen, dan gaat er iets serieus mis. Soldeerverbindingen mogen nooit dienen om mechanische stress op te vangen, daarvoor gebruik je bijvoorbeeld lijm. Je vind electronica die loodvrij gesoldeerd is, en gespecificeerd om extreme temperaturen, schokken en vibraties aan te kunnen.

@_JGC_ Een wasmachine en videokaart zijn geen industriële toepassingen, die zijn gemaakt om mee te gaan tot de garantie is verlopen. Als ze daarna stuk gaan, is dat niet voortijdig. Je kan er vanalles over vinden, maar het is helaas wel zo.

En loodhoudend is veel moeilijker te verwerken, er zijn nagenoeg geen fabrikanten die nog een loodhoudende lijn hebben, al je componenten zijn loodvrij. En als je ooit BGA's gereballed hebt snap je dat je liever gewoon overstapt naar loodvrij. En dat is in de praktijk even gemakkelijk als loodhoudend (met eventueel kleine bijsturingen, een betere flux gebruiken bijvoorbeeld).

[ Voor 37% gewijzigd door naftebakje op 10-09-2026 12:29 ]

[Ramon 73]

memphis schreef op maandag 4 maart 2024 @ 21:16:
Volgens mij als je de Arbo op je dak krijgt ben je de sjaak. Naar mijn weten is loodhoudend solderen door bedrijven verboden.
IPC praat nog wel over loodhoudend en loodvrij solderen dus ik weet niet hoever dit gevolgen heeft voor een IPC certificaat.

Ik weet niet precies welke instantie zou kunnen controleren op loodhoudend solderen. Al ik mij niet vergis was dat iets voor binnenlandse zaken, degene die het zeker weet mag zich melden.

IPC neemt loodhoudend en loodvrij onder 1 noemer want RoHS is "alleen maar" EU wetgeving. Partijen die in de VS voor mainland America produceren en niet exporteren doen "gewoon" loodhoudend solderen (goedkoper). Export is altijd loodvrij.

Daarom vind je in IPC standaarden geen verplichting om met loodvrij tin te werken (alleen loodhoudend voor Space en Military). Het soort tin heeft dan ook geen invloed op het certificaat en omgekeerd (muv. Space).


Mocht er behoefte zijn aan een algemeen topic over IPC dan wil ik wel een OP maken. Ik ben al bijna 20 jaar MIT in alle standaarden inclusief Space en design standaarden (CID), dus ik weet er iets van 😉(denk ik)

[naftebakje]

Als ik het goed zie is loodhoudend volgens IPC niet verplicht; je moet gewoon een akkoord hebben met je eindklant als je loodvrij soldeert (en dat is in "bepaalde marktsegmenten" sowiezo standaard). En het is net wat eenvoudiger om overeen te komen om loodvrij te solderen dan minder betrouwbare processen als reballen van loodvrije componenten (want BGA's zijn niet meer te vinden in loodhoudende variant).

En dan zit je in het straatje als met Chroom6, dat mocht je ook nog blijven gebruiken als je daarmee gedesigned had. Uiteindelijk was er nagenoeg geen fabrikant meer te vinden die het nog aanbood (en zeker geen fabrikant die betrouwbaar is, wellicht heeft een of andere gokchinees nog een badje staan); waardoor ook bestaande designs zijn overgeschakeld.

[memphis]

naftebakje schreef op woensdag 16 september 2026 @ 12:31:
Als ik het goed zie is loodhoudend volgens IPC niet verplicht; je moet gewoon een akkoord hebben met je eindklant als je loodvrij soldeert (en dat is in "bepaalde marktsegmenten" sowiezo standaard).

IPC is geen wetgeving dus daar moet je niet naar kijken. Voor normale consumentenelektronica geldt dat de productie met loodvrije soldeer gedaan moet worden, er is dus geen overleg mogelijk. Alleen zijn er uitzonderingen voor oa ruimtevaart, militair en medisch elektronica. Als ik het goed heb gaat het dan volgens IPC om producties die onder de Klasse-3 acceptaties vallen.

[naftebakje]

^ik zit niet in de consumentenelectronica; maar werk aan extreem betrouwbare loodvrij gesoldeerde electronica (en ja, volgens de IPC regels).

[memphis]

naftebakje schreef op woensdag 16 september 2026 @ 15:07:
^ik zit niet in de consumentenelectronica; maar werk aan extreem betrouwbare loodvrij gesoldeerde electronica (en ja, volgens de IPC regels).

Je merkte op dat je een akkoord van je klant moet hebben om loodvrij te solderen, als het om normale elektronica gaat is zo'n akkoord niet eens mogelijk, je moet loodvrij solderen.