Evolução da tecnologia: Iver Anderson tira vantagem da solda eletrônica

Mar 12, 2023

Iver Anderson, inventor. Do site National Inventors Hall of Fame.

A soldagem, o processo pelo qual dois itens são unidos por fusão de um metal de adição com baixo ponto de fusão e derramamento de metal líquido na junta, é um processo usado em muitos processos importantes de usinagem hoje, desde a fabricação de eletrônicos até a instalação de tubos de encanamento. Evidências de técnicas primitivas de soldagem, no entanto, remontam a milhares de anos em locais da antiga Mesopotâmia.

Durante muito tempo, grande parte do processo de soldagem em uso por várias indústrias dependia do uso de soldas à base de estanho-chumbo, cujos impactos na saúde e no meio ambiente levaram à aprovação de legislação como a Lei de Água Potável de 1986. As soldas à base de chumbo foram um dos principais contribuintes do chumbo que se infiltra no abastecimento de água e essas soldas e canos contribuíram para crises de saúde, como os altos níveis de chumbo na água potável de Flint, MI. Altos níveis de chumbo no corpo humano podem levar a problemas de desenvolvimento em crianças, bem como pressão alta e danos nos rins em adultos.

No último domingo, 18 de junho, foi o 21º aniversário da emissão de uma importante patente protegendo uma solda sem chumbo que encontrou grandes aplicações na fabricação de eletrônicos e outras indústrias. Seu inventor, professor e metalúrgico Iver Anderson, é um dos homenageados em 2017 no National Inventors Hall of Fame. Hoje, 70 por cento dos produtos eletrônicos fabricados em todo o mundo utilizam a solda sem chumbo da Anderson. Os royalties da patente, que expirou em 2013, ultrapassaram US$ 58 milhões, tornando-a a patente mais valiosa da história do Ames Laboratory e da Iowa State University, instalações onde Anderson concluiu a pesquisa e o desenvolvimento de sua invenção.

No mundo da eletrônica, a soldagem é uma etapa crucial para unir os muitos componentes eletrônicos minúsculos dentro do dispositivo de forma a permitir que uma corrente elétrica flua, permitindo que as funções eletrônicas do dispositivo ocorram. Os circuitos podem ser criados em breadboard sem solda, mas sem solda, um circuito se deteriorará ao longo de alguns dias. Embora a solda também seja usada para unir tubos em aplicações de encanamento, o tipo de solda usado é diferente; a solda usada para aplicações eletrônicas é de um calibre muito menor do que a solda de encanamento e a solda de encanamento usa um componente de fluxo ácido que é muito corrosivo para aplicações eletrônicas.

Por muitos anos, os materiais à base de chumbo foram a escolha mais popular para soldagem em aplicações eletrônicas por alguns motivos. As soldas à base de chumbo foram econômicas, têm baixo ponto de fusão, alta resistência e boa resistência à corrosão. Embora o corpo de conhecimento sobre os efeitos venenosos do chumbo nos seres humanos e no meio ambiente tenha crescido ao longo do século 20, não havia soldas sem chumbo com características semelhantes às soldas à base de chumbo disponíveis para substituir o uso de chumbo em produtos eletrônicos.

No final da década de 1990, a indústria de microeletrônica dos EUA estava tomando medidas para desenvolver soluções sem chumbo para soldar componentes eletrônicos. Os padrões eletrônicos desenvolvidos em 1997 pela Association Connecting Electronics Industries (IPC) iniciaram o afastamento da indústria eletrônica do uso de solda à base de chumbo em resposta a pressões legislativas e regulatórias. De acordo com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), a necessidade dentro da indústria de dados de materiais em soldas sem chumbo também foi especificada pelo Roteiro Internacional de Tecnologia para Semicondutores de 1999.

Internacionalmente, o ambiente regulatório em torno do uso de soldas à base de chumbo na fabricação de eletrônicos aumentou durante a primeira década do século XXI. Em fevereiro de 2003, a União Européia promulgou uma lei que proibia a fabricação de produtos eletrônicos contendo chumbo ou o envio de tais produtos para a UE; essa lei entrou em vigor em julho de 2006. Os reguladores japoneses também se moveram para reduzir os níveis de chumbo usados ​​na fabricação de eletrônicos até o final da década de 1990.