Nuove nanoleghe per la saldatura ad alte temperature
Sui componenti di saldatura di una scheda di circuito stampato è fondamentale che le giunture non si rifondano in operazioni di saldatura successive. Pertanto l'industria dell'elettronica tende a usare materiale di saldatura contenente una percentuale elevata di piombo con un punto di fusione superiore (300 ˚C e superiore). Una soluzione è rappresentata dall'uso delle cosiddette nanosaldature basate su leghe di stagno-antimonio (Sn-Sb). Le nanoparticelle hanno un punto di fusione inferiore rispetto alla sostanza sfusa. Il progetto Nanosold ("A chemical approach to lead-free nanosolders"), finanziato dall'UE, puntava allo sviluppo di nuove saldature ad alta temperatura senza piombo con leghe Sn-Sb-M. M è argento (Ag), rame (Cu) e nichel (Ni). Concentrandosi sui due sistemi di leghe ternarie Sn-Sb-Ag e Sn-Sb-Cu, il progetto Nanosold ha studiato le proprietà termodinamiche, la somma delle caratteristiche delle singole fasi. L'equipe ha usato il cosiddetto metodo Calphad (accoppiamento informatico di diagrammi di fase e termochimica) per consentire agli scienziati di prevedere in modo affidabile le proprietà termodinamiche senza informazioni sperimentali. Per perfezionare le relazioni di fase nel sistema Sn-Sb-Ni, Nanosold ha usato altri metodi complementari. Tra questi vi sono la diffrazione a raggi X da polveri, l'analisi con microsonda elettronica, la microscopia elettronica a scansione e l'analisi termica differenziale. È stata ottenuta una riduzione del punto di fusione fino a 11 ˚C usando nanoleghe ricche di Sn preparate con un metodo di riduzione chimica. Le dimensioni delle particelle sono state modificate per rientrare nell'intervallo di 50 - 150 nm, che comporta una riduzione della temperatura di saldatura dipendente dalle dimensioni in qualsiasi applicazione pratica. Nonostante sia necessario risolvere ulteriori problemi, le paste per saldatura basate sulle nanoleghe otterrebbero una riduzione del punto di fusione. Da punto di vista ambientale, le nuove nanoleghe rimuovono un elemento particolarmente tossico dalla produzione di apparecchi elettronici.
