Nuevas nanoaleaciones para soldadura a altas temperaturas
Al soldar componentes en una placa de circuito impreso, es esencial que las soldaduras no se vuelvan a fundir durante las operaciones de soldadura posteriores. Por este motivo, en el sector de la electrónica se prefiere utilizar materiales de aporte para soldadura con un alto porcentaje de plomo y un punto de fusión superior (300 °C o más). Una solución es utilizar las llamadas nanosoldaduras, basadas en aleaciones de estaño y antimonio (Sn-Sb). Las nanopartículas tienen un punto de fusión menor que las sustancias masivas. El proyecto Nanosold («Aproximación química a las nanosoldaduras sin plomo»), financiado por la Unión Europea, pretendía desarrollar nuevas soldaduras para alta temperatura sin plomo, a base de aleaciones de Sn-Sb-M, donde M puede ser plata (Ag), cobre (Cu) o níquel (Ni). El proyecto Nanosold se centró en los dos sistemas de aleaciones ternarias Sn-Sb-Ag y Sn-Sb-Cu para investigar las propiedades termodinámicas, la suma de las características de las fases individuales. El equipo utilizó el llamado método Calphad («Acoplamiento por ordenador de diagramas de fases y termoquímica»), que permite a los científicos predecir de forma fiable las propiedades termodinámicas sin disponer de información experimental. Con el fin de refinar las relaciones entre las fases del sistema Sn-Sb-Ni, en el proyecto Nanosold se utilizaron otros métodos complementarios, como la difracción de rayos X en polvo, el microanálisis mediante sonda de electrones, la microscopia electrónica de barrido y el análisis térmico diferencial. Con nanoaleaciones ricas en Sn preparadas mediante reducción química se logró una reducción del punto de fusión de hasta 11 °C. El tamaño de partículas se modificó para que estuviese entre los 50 y 150 nm, lo cual se traduciría en una reducción de la temperatura de soldadura independiente del tamaño para cualquier aplicación práctica. Aunque quedan problemas por resolver, las pastas para soldadura basadas en nanoaleaciones podrían permitir reducir el punto de fusión. Desde el punto de vista medioambiental, las nuevas nanoaleaciones permiten eliminar un elemento altamente tóxico del proceso de fabricación de aparatos electrónicos.
