De nouveaux nanoalliages pour le soudage à haute température
Lors du processus de soudure des composants sur un circuit imprimé, il est essentiel qu'il n'y ait pas de refusion lors des opérations suivantes de soudage. Le secteur électronique a donc tendance à utiliser de la soudure riche en plomb, dont le point de fusion est plus élevé (300°C et plus). Une solution est d'utiliser des nanosoudures à base d'alliage étain-antimoine (Sn-Sb). Les nanoparticules de soudure ont en effet une température de fusion inférieure au même alliage en bloc. Le projet Nanosold («A chemical approach to lead-free nanosolders») financé par l'UE cherchait à mettre au point de nouvelles soudures sans plomb à haute température, à partir d'alliages Sn-Sb-M, M étant de l'argent (Ag), du cuivre (Cu) ou du nickel (Ni). Le projet s'est intéressé aux deux alliages ternaires Sn-Sb-Ag et Sn-Sb-Cu, étudiant les propriétés thermodynamiques et la somme des caractéristiques de chaque phase. Les scientifiques ont utilisé la méthode Calphad (modélisation et calcul informatisés des diagrammes de phases) pour prévoir avec fiabilité les propriétés thermodynamiques sans faire appel à l'expérimentation. Pour mieux comprendre les relations entre les phases dans le système Sn-Sb-Ni, le projet Nanosold a utilisé d'autres méthodes complémentaires: diffraction des rayons X par les poudres, microanalyse par sonde à électrons, microscopie à balayage électronique et analyse thermique différentielle. L'utilisation de nanoalliages riches en Sn, préparés par réduction chimique, a conduit à un point de fusion inférieur à 11°C. La taille des particules a été augmentée de 50 à 150nm, conduisant à une réduction de la température de soudure en fonction de la taille. Il reste d'autres problèmes à résoudre, mais les pâtes de soudure à base de nanoalliages devraient réduire la température de fusion. En outre, les nouveaux nanoalliages éliminent de la fabrication des appareils électroniques un élément très toxique pour l'environnement.
