Recentemente ho ricevuto diverse richieste di chiarimento sulla distinzione tra "senza alogenuri" e "senza alogeni". Entrambi i termini si applicano alla composizione dei flussi di saldatura nell'industria dell'assemblaggio elettronico. Anche se alcuni possono usare i termini in modo intercambiabile senza alcuna ripercussione, le definizioni non sono sinonimi. Questo argomento può creare un po' di confusione, quindi in questo articolo illustrerò la differenza tra alogenuri e alogeni nel contesto degli standard industriali e della chimica generale.
Cosa c'è da sapere
La comprensione di questi termini nel contesto degli standard industriali è fondamentale. Per una definizione standardizzata di "privo di alogenuri", facciamo riferimento a J-STD-004 (Rev. C). La J-STD-004C definisce "privo di alogenuri" un flusso che contiene meno dello 0,05% di ioni alogenuri combinati (F-, Cl-, Br-, I-) come percentuale di peso della parte solida del flusso. Il metodo di prova analitico "cromatografia ionica" viene eseguito sul flusso allo stato non riscaldato. Il contenuto di alogenuri di un flusso è indicato dal carattere finale della classificazione del flusso: 0 per l'assenza di alogenuri, 1 per il contenuto di alogenuri.
D'altra parte, IEC 61249 definisce "privo di alogeni" un materiale con residui che contengono meno dello 0,09% di cloro (tutte le forme), meno dello 0,09% di bromo (tutte le forme) e meno dello 0,15% di cloro e bromo combinati. Il metodo di prova analitico (secondo J-STD-004C) "calorimetria a bomba", seguito da cromatografia ionica, viene eseguito sul residuo di flusso nella forma finale di residuo rifuso. Il test sugli alogeni è facoltativo e non esiste una designazione standardizzata dei caratteri.
Perché è necessario saperlo
La concentrazione di alogenuri viene monitorata perché gli alogenuri hanno il potenziale di corrodere la saldatura, il che può portare a una crescita dendritica in presenza di una polarizzazione elettrica applicata e di umidità. Quando i prodotti no-clean superano i test J-STD-004 SIR ed ECM e vengono utilizzati correttamente, questo non è un problema. Per i residui di flussante che devono essere puliti (solubili in acqua), l'utilizzo di un processo di pulizia completo ed efficace dovrebbe prevenire la corrosione. È fondamentale ribadire che un flussante contenente alogenuri non è intrinsecamente dannoso per un assemblaggio. La presenza di alogenuri deve semplicemente essere caratterizzata per favorire la progettazione e l'assemblaggio di un dispositivo elettrochimicamente affidabile.
Al contrario, la decisione di un produttore di utilizzare esclusivamente prodotti privi di alogeni è dettata da considerazioni ambientali. Gli alogeni presenti nella chimica di un flussante sono in genere alocarburi, che hanno il potenziale di inquinare l'ambiente quando i gruppi con residui di flussante contenenti alogeni vengono smaltiti in modo improprio. Sebbene i flussanti contenenti alogeni siano utilizzati quotidianamente in tutto il mondo, una singola azienda può decidere di autoimporre norme che rifiutano l'uso di flussanti contenenti alogeni per evitare del tutto questo problema. Non esistono norme governative che vietino in modo assoluto l'uso di tutti i materiali di saldatura contenenti alogeni nell'elettronica. Poiché non vi è alcuna necessità tecnica di caratterizzare il contenuto di alogeni, il test sugli alogeni è facoltativo.
Dove si fa confusione
Per chi ha una curiosità più tecnica, ecco un approfondimento:
- In chimica generale, gli alogeni sono gli elementi del gruppo 17 della tavola periodica. Un "alogenuro" è un qualsiasi composto contenente alogeni. Gli alogenuri possono essere suddivisi in due categorie principali: composti a legame ionico e composti a legame covalente. Nei composti a legame ionico, gli atomi con cariche opposte (positive e negative) si attraggono. Se l'atomo con carica negativa è un alogeno, viene considerato uno "ione alogenuro". Tuttavia, nell'industria elettronica e nei suoi standard, il termine "alogenuro" si riferisce tecnicamente a uno "ione alogenuro". L'analisi in cromatografia ionica non rileva la concentrazione di tutte le specie di alogenuri, ma solo di quelle ioniche.
- In base alle definizioni standard, un flussante può essere tecnicamente classificato sia come "privo di alogeni" che come "contenente alogeni". Gli attivatori, uno dei componenti principali dei flussanti, sono le sostanze chimiche che dissolvono e rimuovono gli ossidi per consentire la saldatura. In genere, gli attivatori sono alocarburi o acidi organici, e gli alocarburi sono particolarmente efficaci nel rimuovere gli ossidi. Se un flussante è formulato con alocarburi, all'interno del flussante si possono formare ioni alogenuri a causa di reazioni collaterali. Per questo motivo, molti prodotti contenenti disossidanti, in particolare la pasta saldante, saranno contenenti alogenuri se contengono alogeni. Tuttavia, non si deve dare per scontato che un flussante privo di alogenuri sia anche privo di alogeni.
- Utilizzando lo stesso metodo analitico per il contenuto di alogeni, J-STD-004 definisce i residui di flusso come "a basso contenuto di alogeni" se Br ≤ 0,1% e Cl ≤ 0,1%. Tuttavia, è raro vedere un materiale contenente flusso etichettato come "a basso contenuto di alogeni".
- Una domanda frequente che mi viene posta è: "Che cosa significa il termine 'HF' in [nome del prodotto]?". Indium Corporation offre molte paste saldanti e flussanti con la dicitura "HF" nel titolo (come Indium8.9HF, ad esempio). HF sta per "senza alogeni". Tuttavia, non tutti i prodotti privi di alogeni hanno la dicitura "HF" nel loro nome. Se un prodotto è privo di alogeni, viene indicato nella scheda tecnica del prodotto.
Sebbene si tratti di molte informazioni da digerire, è importante non pensarci troppo. Per molti assemblaggi, la scelta tra materiali privi di alogenuri e contenenti alogenuri, o tra quelli privi di alogeni e quelli contenenti alogeni, non è determinante per il dispositivo. Ci sono molti altri fattori da considerare nella scelta del materiale di saldatura ottimale. Se siete alla ricerca di fondenti e saldature, vi invitiamo a parlare con un membro del nostro team di assistenza tecnica. Saremo lieti di discutere il vostro progetto e di aiutarvi a orientarvi nella nostra gamma di materiali per l'assemblaggio elettronico.
Ulteriori letture
Per ulteriori informazioni sulla caratterizzazione del flusso secondo J-STD-004, consultate questi articoli:
