Мороз и солнце, день чудесный. И электроника.

[EUgeneUS]

У нас похолодало до -30 и ниже.
Это повод для обсуждения влияния низких температур на электронику.

1. Влияние как на различную элементную базу, там и на узлы и методы монтажа.
2. Влияние как собственно низких температур (от -20 Цельсия и ниже), так и больших перепадов температуры. Кроме выпадения конденсата - с ним всё понятно.

Несколько частных вопросов для затравки.

1. Электролитические и танталовые конденсаторы.
а) танталовые конденсаторы, даже в бытовом исполнении имеют температурный диапазон от -55, и с ними всё хорошо.
б) электролитические - нужно смотреть конкретные модели. Вроде бы большинство современных имеют температурный диапазон от -40.

2. В одном советском приборе при длительном гаражном хранении порвало несколько обмоток реле. Но тут сложно сказать - это из-за перепадов температур, или из-за коррозии.

3. Смотка и размотка оптического кабеля на морозе приводит к микротрещинам в нём. Увеличивается затухание, вплоть до полной неработоспособности.

Вопросы, по которым у меня нет ответов:

4. Устойчивость припоев к низким температурам. Какая-то информация при беглом гуглении нашлась. Но точного ответа на вопрос об устойчивости стандартных свинцовых и особенно безсвинцовых припоев не попалось.

5. Устойчивость полупроводниковой элементной базы к низким температурам.
Почему одно ("бытовое") исполнение - до -20, условно, а другое ("промышленное", "военное") точно такого же прибора - до -40 или даже до -55.

6. Устойчивость пленочных резисторов к низким температурам.

[sergey zhukov]

EUgeneUS в сообщении #1714726 писал(а):

Смотка и размотка оптического кабеля на морозе приводит к микротрещинам в нём.

Могу сказать, что на морозе вообще запрещается вести прокладку кабеля (в частности, с ПВХ изоляцией). Либо же перед прокладкой кабель нужно подогревать. Изоляция лопается прямо на глазах, если этим пренебречь. Некоторые пластиковые изделиями на морозе становятся невероятно хрупкими (ну, это все знают, конечно). Некоторые могут "кристаллизоваться", т.е. могут стать необратимо хрупкими.

Отсюда могут быть проблемы с пластиковыми деталями, которые уже при нормальной температуре находятся в номинальном напряженном состоянии, а при глубоком охлаждении они просто лопаются и трескаются. Например, некоторые заливки эпоксидными компаундами могут треснуть.

Из опыта хранения электроники в неотапливаемых складах можно сказать, что проблемы случаются с электролитическими конденсаторами, аккумуляторами, батарейками. А основные проблемы - это, конечно, конденсат, который многократно появляется и высыхает в условиях нестабильных температур.

Собственно по устойчивости радиокомпонентов к низким температурам особо сказать нечего. Кажется вероятным в первую очередь появление трещин из-за неравномерных термических деформаций и склонности всех материалов к хрупкости при охлаждении.

[GraNiNi]

EUgeneUS в сообщении #1714726 писал(а):

Устойчивость припоев к низким температурам

Сами по себе паяльные припои (на основе олова) довольно устойчивы - при низких температурах (в разумных пределах) ничего с ними не происходит.

"Оловянная чума" - страшилка, которую любят упоминать, но в реальности, с времен использования припоев в электронике, никто никогда с ней не сталкивался. В припоях аллотропный переход подавлен благодаря наличию других металлов.

Проблемы появляются при температурных перепадах - по причине различия в коэффициентах теплового расширения самих припоев, медных выводов электронных компонентов и подложек (печатных плат), на которых все это смонтировано. В результате возникают механические напряжения, которые при многократном их повторении могут привести к нарушению целостности электрических цепей.

Не так давно, в деревне, на заднем дворе, нашел плату от старого лампового телевизора - ей наверное 50-60 лет. Присмотрелся к пайкам - там вокруг ножек многих штыревых элементов (резисторы, конденсаторы и пр.) впаянных в плату, были видны едва заметные концентрические микротрещины - результат многолетних "климатических испытаний".

[EUgeneUS]

GraNiNi в сообщении #1715106 писал(а):

"Оловянная чума" - страшилка, которую любят упоминать, но в реальности, с времен использования припоев в электронике, никто никогда с ней не сталкивался. В припоях аллотропный переход подавлен благодаря наличию других металлов.

Пишут, что для снижения хрупкости при низких температурах рекомендуется использовать припои с добавлением сурьмы.
Но это, видимо, какие-то специальные припои.

В ПОС-61 "оловянная чума", видимо, подавлена добавлением свинца. А в бессвинцовых припоях?

GraNiNi в сообщении #1715106 писал(а):

Не так давно, в деревне, на заднем дворе, нашел плату от старого лампового телевизора - ей наверное 50-60 лет. Присмотрелся к пайкам - там вокруг ножек многих штыревых элементов (резисторы, конденсаторы и пр.) впаянных в плату, были видны едва заметные концентрические микротрещины - результат многолетних "климатических испытаний".

Скорее всего это не ламповый телевизор, а лампово-полупроводниковый с платами из гетинакса.
Кольцевые микротрещины вокруг выводов - это притча во языцах и родовая болезнь всей бытовой советской электроники.
Причина их - холодная пайка. При пайке волной толстые выводы мощных резисторов и конденсаторов не успевали прогреться. Скорее всего, тут и платы из гетинакса играли роль - они менее термостойкие, чем текстолитовые, соответственно занижали режимы пайки.
Второстепенная причина - говнофлюсы и отсутствие обработки выводов элементов перед установкой.
Ни в ламповой технике, где пайка выполнялась вручную, ни в более ответственной полупроводниковой, этой фигни не наблюдалось.

[GraNiNi]

EUgeneUS в сообщении #1715118 писал(а):

А в бессвинцовых припоях?

Популярный припой SAC305 содержит серебро - 3% и медь - 0,5%, которые борются с "чумой".

[EUgeneUS]

Ещё по теме топика.

В какой-то популярной статье на хабре, утверждалось, что лазерные светодиоды крайне неустойчивы не только к перегреву, но и к охлаждению.
Мол, при снижении температуры резко повышается мощность генерации, и "до свиданья" зеркала.

Не знаю, насколько это актуально для лазерных светодиодов со встроенными фотодиодами для контроля мощности луча. При правильном питании и обработке сигнала от фотодиода, конечно.

-- 18.01.2026, 12:11 --

GraNiNi в сообщении #1715106 писал(а):

"Оловянная чума" - страшилка, которую любят упоминать, но в реальности, с времен использования припоев в электронике, никто никогда с ней не сталкивался.

Я сталкивался с чем-то похожим на оловянную чуму.

У отца в запасах был припой в толстых прутках. Где-то 1 см в диаметре.
Прочитав, что прутки олова при сгибании издают хруст, я тут же эти прутки начал гнуть.
Они не только захрустели, но и начали разрушаться. Не полностью в пыль, конечно, но с прутков начали отслаиваться довольно крупные чешуйки. После нескольких сгибов, в месте сгиба расслоение проникло по всей толщине прутка.
Ничего подобного на припоях для монтажа электроники (типа ПОС-61) никогда не наблюдал.
Видимо, это был припой для лужения кастрюль и тазиков для пищевых продуктов, без свинца.

[GraNiNi]

EUgeneUS в сообщении #1715156 писал(а):

прутки олова при сгибании издают хруст

Да, этот хруст ("оловянный крик") - характерный признак чистого олова, припои типа ПОС уже не хрустят.