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Una promettente alternativa alle leghe per saldatura

La saldatura convenzionale oggi forma la maggior parte delle connessioni dei circuiti sull'elettronica. I ricercatori finanziati dall'UE hanno ridotto un importante processo di saldatura su mircroscala, promettendo importanti vantaggi sia per i produttori che per i consumatori.
Una promettente alternativa alle leghe per saldatura
Attualmente, la maggior parte delle saldature elettroniche è eseguita con un riempitore metallico (la lega per saldature). Questo viene sciolto e versato tra i due componenti del circuito interessati; poi solidifica e forma un ponte in cui passa la corrente. Queste piccole connessioni sono soggette a degradazione nel tempo, un processo accelerato dagli ambienti ostili con temperature e vibrazioni estreme. I guasti possono avere importanti conseguenze sia per le aziende che per gli utenti finali.

Un'innovativa tecnica di saldatura inizialmente applicata a componenti di grandi dimensioni nel settore dei trasporti è ora stata ulteriormente ridotta per adattarsi a dimensioni più piccole. Con il finanziamento dell'UE del progetto MICROSTIR , gli scienziati hanno sviluppato il micro-friction stir welding, utilizzabile su lamine di metallo ultrasottili e nei circuiti specializzati.

Il metodo del friction stir welding è una procedura di saldatura di stato solido che fondamentalmente ammorbidisce i due componenti da unire tramite il calore creato dalla frizione di uno strumento di saldatura rotante. I componenti sono poi avvicinati, creando giunzioni perfette con una struttura granulare ultrasottile.

Inoltre, il friction stir welding può produrre giunzioni di alta qualità tra materiali diversi con una formazione minima di composti indesiderati sulla giunzione. Infine, il processo consuma una quantità molto inferiore di energia e non produce praticamente alcun inquinante rispetto ai processo convenzionali; inoltre, è più sicuro per gli operai.

Il team ha creato la strumentazione, i processi e le attrezzature per la produzione di prototipi per gruppi elettronici e incapsulamento pensati per gli ambienti ostili. In base a questo, sono stati sviluppati due prototipi di sistemi: saldatura a punti per l'elettronica e saldatura a rotella per le chiusure ermetiche.

Entrambi sono stati implementati in test di produzione, fornendo saldature di qualità e simultaneamente consentendo l'identificazione dei limiti fisici imposti dalla miniaturizzazione. I dati raccolti hanno portato a una determinazione rigida di potenziali applicazioni, parametri di saldatura e configurazioni.

MICROSTIR ha allargato le frontiere del friction stir welding con prototipi di strumenti e processi per i gruppi elettronici e l'incapsulamento di componenti pensati per gli ambienti ostili. Un'ulteriore ottimizzazione promette la commercializzazione e importanti vantaggi per le piccole e medie imprese nel campo dell'elettronica.

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