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Determinazione del contenuto di piombo nelle leghe di saldatura

Per la maggior parte delle applicazioni elettroniche è vietato l'impiego di saldature che contengono piombo (direttive RoHS e WEEE). Tuttavia, i cosiddetti baffi di stagno che a volte emergono dalla superficie della saldatura senza piombo possono causare cortocircuiti, rappresentando un rischio inaccettabile per le applicazioni ad alta affidabilità ("hi-rel") in uso aerospaziale e militare. Per prevenire questo difetto, per la saldatura utilizzata nelle applicazioni ad alta resistenza è previsto un contenuto minimo di piombo del 3% di peso. Dal momento che le conseguenze di un guasto potrebbero essere disastrose, queste specifiche devono essere verificate mediante la misura del contenuto di piombo.

Dal momento in cui le direttive UE RoHS e WEEE sono state implementate, la saldatura senza piombo è di uso comune per l'elettronica delle applicazioni industriali e commerciali. Tuttavia, se esposto a stress o a circostanze ambientali difficili (come alta umidità, vibrazioni, variazioni di temperatura, ecc.), lo stagno puro è suscettibile di formare "baffi" di stagno- strutture cristalline simili a capelli, elettricamente conduttive, che emergono dalla superficie di metallo. Sebbene i baffi di stagno siano molto sottili (solitamente circa 1 µm di diametro), possono raggiungere diversi millimetri di lunghezza. Diversi guasti del sistema elettronico sono stati attribuiti a cortocircuiti causati da baffi di stagno che collegano elementi di circuiti ravvicinati mantenuti a diversi potenziali elettrici.

Per prevenire la formazione di baffi di stagno le specifiche per i componenti elettronici utilizzati nelle applicazioni sanitarie, aerospaziali e militari richiedono quindi un minimo del 3% in peso di Pb nelle leghe di saldatura.

Per dimostrare che i prodotti hi-rel sono stati fabbricati correttamente, occorre controllare e verificare il contenuto di piombo nella saldatura. Un test rapido, affidabile e non distruttivo per garantire un contenuto minimo del 3% di piombo o altri elementi di lega può essere eseguito utilizzando il metodo della fluorescenza da raggi X.

Con FISCHERSCOPE®X-RAY XDAL® misurare la composizione delle leghe di saldatura in modo rapido e preciso è semplice. Ad esempio, la scansione rapida comunica all'operatore se i componenti in entrata superano l'ispezione, evitando il rischio di lotti misti di saldatura. Questo è necessario anche nella rilavorazione e riparazione. Inoltre, XDAL® è programmabile per il controllo dell'efficienza di schermatura dei circuiti stampati.

Il potente software di XDAL®p simula l'intero spettro di un'applicazione di misura definita e lo confronta con lo spettro effettivamente rilevato, consentendo misure accurate anche in assenza di standard di calibrazione. Considerando la durata di conservazione limitata di molte leghe di saldatura con piombo (SnPb) questo fattore si rivela particolarmente importante: In pochi anni, queste leghe subiscono effetti di diffusione (raggruppamento di Pb) che possono rendere i campioni standard più datati inadatti alla calibrazione delle misure (vedi Tab.1). Per ridurre l'effetto dell'invecchiamento in maniera significativa FISCHER ha prodotto i propri standard SnPb in condizioni di produzione specifiche.

Misurazioni di leghe di saldatura di date diverse effettuate con FISCHERSCOPE® X-RAY XDAL®. Mentre lo standard "fresco" viene rispettato in maniera esatta, con l'aumentare dell'usura la deviazione dai valori nominali aumenta.

Campione

Età del campione (anni)

Concentrazione di Pb (% in peso)
   
   
nominale

XDAL

Deviazione standard

SnPb3



3,1

3,0

0,05

SnPb3

3-4

3.0

2.8

0.11

SnPb8

8

8.5

7.5

0.3

SnPb eutettico

> 10

38

33.6

1.0

Con FISCHERSCOPE® X-RAY XDAL® è possibile verificare in maniera semplice il contenuto di piombo dei componenti elettronici, assicurando che la lega di Pb sia sufficiente a prevenire l'accumulo di baffi di stagno, evitando cortocircuiti potenzialmente pericolosi nelle applicazioni ad alta affidabilità. Per ulteriori informazioni, non esitare a contattare il tuo rappresentante locale FISCHER.

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