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Determinar el contenido de plomo en aleaciones de soldadura

Para la mayoría de las aplicaciones electrónicas está prohibido utilizar soldaduras que contengan plomo (directivas RoHS y WEEE). Sin embargo, los llamados bigotes de estaño que a veces crecen desde la superficie de la soldadura sin plomo pueden causar cortocircuitos, lo que representa un riesgo inaceptable para aplicaciones de alta confiabilidad ("hi-rel") en uso aeroespacial y militar. Para evitar este defecto, se especifica un contenido de plomo mínimo de 3 wt% para la soldadura utilizada en aplicaciones de alta resolución. Debido a que las consecuencias del fallo podrían ser tan peligrosas, estas especificaciones deben verificarse mediante la medición del contenido del cliente potencial.

Desde la aplicación de las directivas de la UE RoHS y WEEE, la soldadura sin plomo es de uso común para la electrónica en aplicaciones industriales y comerciales. Sin embargo, cuando se expone a estrés o ambientes hostiles (como alta humedad, vibraciones, variaciones de temperatura, etc.), el estaño puro es susceptible a formar "whiskers" – estructuras cristalinas, conductoras eléctricas, eléctricamente conductoras y que crecen a partir de la superficie del metal. Mientras que los bigotes de estaño son muy delgados (normalmente alrededor de 1 m de diámetro) su longitud puede alcanzar varios milímetros. Numerosas fallas del sistema electrónico se han atribuido a cortocircuitos causados por bigotes de estaño que puentean elementos de circuito estrechamente espaciados mantenidos en diferentes potenciales eléctricos.

Por lo tanto, las especificaciones para los componentes electrónicos utilizados en aplicaciones sanitarias, aeroespaciales y militares requieren un mínimo de 3 wt% Pb en aleaciones de soldadura para evitar la formación de bigotes de estaño.

Para demostrar que los productos de alta resolución se han fabricado correctamente, el contenido de plomo en la soldadura debe ser controlado y verificado. Una prueba rápida, fiable y no destructiva para asegurarse de que contiene al menos 3% de plomo u otros elementos de aleación se pueden lograr utilizando el método de fluorescencia de rayos X.

Con el ® X-RAY XDAL® es sencillo medir la composición de las aleaciones de soldadura de forma rápida y precisa. Por ejemplo, un escaneo rápido indica al operador si las piezas entrantes pasan la inspección, eliminando el riesgo de lotes mixtos de soldadura. Incluso en el reelaboración y reparación, es indispensable para confirmar el uso de soldadura adecuada. Además, el XDAL® se puede programar para el cribado eficiente de placas de circuito impreso.

El potente software del XDAL® simula todo el espectro de una aplicación de medición definida y lo compara con el espectro realmente detectado, permitiendo mediciones precisas incluso sin estándares de calibración. Esto es especialmente importante teniendo en cuenta la limitada vida útil de muchas aleaciones de soldadura con plomo (SnPb): En pocos años, estas aleaciones sufren algunos efectos de difusión (agrupación de Pb) que hacen que las muestras estándar más antiguas sean a menudo inadecuadas para calibrar mediciones (ver Tab.1). Sin embargo, FISCHER produjo sus propias normas SnPb en condiciones especiales de fabricación para reducir significativamente el efecto de envejecimiento.

Mediciones de aleaciones de soldadura de diferentes edades tomadas con el ® FISCHERSCOPE® X-RAY XDAL. Mientras que un estándar "fresco" se cumple exactamente, con el aumento de la edad la desviación de los valores nominales aumenta.
Muestra Edad de la muestra (años) concentración Pb (wt%)  
    nominal XDAL Desviación standard
SnPb3 < 1 3.1 3.0 0.05
SnPb3 3-4 3.0 2.8 0.11
SnPb8 8 8.5 7.5 0.3
Eutectic SnPb > 10 38 33.6 1.0

Con el ® X-RAY XDAL® el contenido de plomo de los componentes electrónicos se puede comprobar fácilmente, asegurando que suficiente Pb esté aleado para evitar la acumulación de bigotes de estaño, evitando así cortocircuitos potencialmente peligrosos en aplicaciones de alta confiabilidad. Para obtener más información, póngase en contacto con su representante local de FISCHER.

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