Tudo sobre Flex: chumbo

Oct 31, 2023

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Desde que a comunidade européia adotou a diretiva RoHS em 2006, a indústria eletrônica dos EUA tem aumentado constantemente o uso de solda sem chumbo. A área médica foi a primeira indústria dos EUA a se tornar totalmente livre de chumbo. Hoje, uma porcentagem significativa da soldagem de eletrônicos é feita com solda sem chumbo. Após vários anos de refinamento e resistindo a algumas descaracterizações, a soldagem sem chumbo está se mostrando econômica e confiável.

Embora a solda sem chumbo seja confiável, existem diferenças nos materiais e processamento que precisam ser entendidas para garantir um design eletrônico robusto.

Composição material : A pasta de solda sem chumbo mais amplamente utilizada é uma liga de estanho/prata/cobre (Sn/Ag/Cu). Eles estão disponíveis em combinações ligeiramente diferentes; os seguintes são os mais comuns:

Existem ligas diferentes de estanho/prata/cobre que podem ser usadas para solda sem chumbo; a maioria deles é para aplicações não eletrônicas. A escolha ideal da liga depende do tipo de superfície a soldar e da aplicação do circuito flexível.

Aparência cosmética : as clássicas juntas de solda estanho-chumbo eram brilhantes e lisas. Na verdade, uma junta de solda defeituosa geralmente tinha uma aparência opaca e áspera. Este não é o caso das juntas de solda sem chumbo, que têm uma aparência menos brilhante. Aqueles que não estão familiarizados com a solda sem chumbo sinalizarão imediatamente a aparência opaca como juntas defeituosas. A aparência opaca nas juntas de solda não é indicativa da qualidade da junta de solda, mas simplesmente devido às propriedades inerentes da liga. Veja a Figura 1 para uma comparação lado a lado.

Figura 1: Sem chumbo vs. estanho-chumbo. (Fonte: CEDOS Eletrônica)

Temperatura do processo : A solda sem chumbo começa a refluir por volta de 218°C, enquanto a solda estanho-chumbo reflui por volta de 188°C. A temperatura mais alta pode ter um impacto adverso nas luminárias, equipamentos e materiais usados ​​em um circuito flexível. Ao introduzir um novo número de peça que exija solda sem chumbo, uma revisão de engenharia deve ocorrer para garantir que todos os materiais tenham compatibilidade de temperatura adequada.

Força mecânica : A solda sem chumbo não tem a resistência mecânica da solda tradicional de estanho-chumbo. Esta é uma das razões pelas quais o chumbo não é usado em aplicações militares ou aeroespaciais. A diretiva RoHS isenta produtos militares e alguns aeroespaciais. Embora a solda estanho-chumbo tenha melhores propriedades mecânicas, existem maneiras de resolver problemas de resistência mecânica com solda sem chumbo. A adição de epóxi ou revestimento isolante para reforçar as áreas de ligação são formas de adicionar robustez a projetos que exigem um alto nível de resistência mecânica.

Fluxo: Assim como na solda estanho-chumbo, existem dois tipos básicos de fluxos usados ​​na soldagem sem chumbo: fluxo lavável com água e fluxo sem limpeza. O fluxo lavável com água deve ser completamente removido após a soldagem. A lavagem com água geralmente funciona bem se houver espaço adequado sob os componentes para enxaguar os resíduos. Se a densidade e o perfil do componente não permitirem um enxágue completo, o fluxo sem limpeza deve ser usado. O fluxo sem limpeza deixa um resíduo visível, que alguns podem achar questionável. Pode haver a tentação de exigir a remoção de resíduos com um processo de limpeza. Mas os especialistas desaconselham a remoção do resíduo de um fluxo não limpo. O resíduo de fluxo não limpo é projetado para encapsular quaisquer contaminantes que possam causar problemas elétricos no campo. Ao limpar o fluxo não limpo, existe o risco de alguns dos contaminantes permanecerem e criarem possíveis problemas de confiabilidade.

teste : A confiabilidade e os testes elétricos são os mesmos para os processos de solda sem chumbo e estanho-chumbo. Existem alguns testes para determinar se um determinado componente tem chumbo. Uma delas é aplicar um produto químico que simplesmente muda de cor se houver chumbo na solda. Pode-se também usar um espectrofotômetro de absorção atômica que fornecerá o conteúdo exato do metal. Esses testes são aplicáveis ​​principalmente para garantir que um produto recebido seja livre de chumbo ou para provar que um produto atende aos requisitos RoHS. Durante a fabricação do circuito, o controle do material em processo deve garantir que a pasta de solda esteja livre de chumbo.