Francisco Sousa 1, Hélder Castanheiro 1, Filipe Antunes 2,3 1 Nevex-soldas e Desoxidantes, Lda, 2445-097 Pataias, Portugal 2 Science351, Instituto Pedro Nunes, Edifício C, 3030-199 Coimbra, Portugal 3 Universidade de Coimbra, Centro de Química de Coimbra, 3004-535 Coimbra, Portugal
O desenvolvimento e a síntese de tecnologias e materiais "verdes" são algumas das conquistas mais relevantes da ciência no século XXI. As indústrias tendem cada vez mais a modificar produtos e processos para ir ao encontro desta tendência, impulsionadas pelas pressões ambientais, políticas, sociais e económicas. Esta adaptação tem vindo a criar uma nova geração de produtos mais sustentáveis e competitivos. Neste artigo apresentamos uma família de produtos inovadora para a indústria eletrónica, desenvolvida com base nestes princípios durante uma investigação nacional de 24 meses, que contou com o trabalho da Nevex suportado pela instituição de I&D Science351.
robótica
54
Especial sobre soldadura
Novas soluções de pastas de solda para Surface Mount Technology – Projeto NewSoldex
Figura 1. Fluxo sem atividade desoxidante (A, B, C), fluxo com atividade desoxidante (D, E, F).
INDÚSTRIA ELETRÓNICA A indústria eletrónica tem tido ao longo dos anos um grande crescimento em diversos setores, fundamentalmente devido a alguns produtos inovadores como computadores, smartphones, robots, automóveis, entre outros. Este crescimento deve-se especialmente à elevada procura por parte do consumidor de equipamentos que lhe permitam portabilidade, flexibilidade e diminuição do tamanho de circuitos integrados, o que requer a aplicação de materiais de solda específicos, bem como ferramentas e equipamentos especializados e tecnologicamente avançados. Atualmente a solda em pasta específica para este tipo de indústria, é um
material que apenas pode ser adquirido por importação. Sendo assim, o projeto NewSoldex – New Solder Paste Solutions from Nevex – pretende resolver este problema, contribuindo para o crescimento da economia nacional através do desenvolvimento de novas formulações de solda em pasta, mais sustentáveis e eficazes, e que possam ser produzidas no país. Pretendeu-se assim, desenvolver novas formulações de pastas de solda especificamente para a indústria eletrónica baseadas em ligas metálicas SAC, de estanho (Sn), prata (Ag) e cobre (Cu), e dispersas em fluxos classificados como "No-Clean”, para soldar com tecnologia SMT. De modo a cumprir com as diretivas da Restriction of Hazardous Substances
(RoHS), as pastas são isentas de chumbo sendo necessário modificar e adaptar fluxos e metodologias tradicionais às novas ligas metálicas para que se obtenham adequados níveis de desoxidação, espalhamento, adesividade e soldadura.
ESCOLHA DO FLUXO A escolha do tipo de fluxo tem um enorme impacto na qualidade e longevidade da soldadura. Existe predominância de fluxos classificados como ROL0 pela norma IPC-JSTD-004. Nestes fluxos, à base de resinas de colofónia, livres de halogénios e com uma baixa atividade desoxidante (mas suficiente para uma boa soldadura num processo de fabrico normal), podemos também encontrar solventes, modificadores de reologia, ácidos carboxílicos, aminas, surfactantes e espessantes, entre outros aditivos mais específicos utilizados para que se obtenha uma solda em pasta com todas as propriedades e caraterísticas físico-químicas necessárias para o bom funcionamento da solda. Para além disso, devem ser privilegiados fluxos classificáveis como “No-Clean”, que não necessitam de remoção de resíduos da soldadura.
FLUXOS PARA INDÚSTRIA ELETRÓNICA “NO-CLEAN” Os fluxos “No-Clean" são amplamente utilizados, para que não seja requerido qualquer tipo de processos de limpeza das placas de circuitos integrados após a soldadura. A função do fluxo, além de constituir o meio de suspensão e transporte dos pós metálicos, tem ainda a capacidade de desoxidação, um fenómeno determinante na eficácia da soldadura, e comprovado nos testes laboratoriais realizados neste projeto, Figura 1. Efetivamente, para que a soldadura ocorra é necessário garantir que as superfícies dos