Últimamente he estado investigando un montón de cosas, y uno de mis temas favoritos son las aleaciones de soldadura. Durante mucho tiempo, la mayoría de las soldaduras (casi todas) se componían de una aleación eutéctica de estaño y plomo. Todo el mundo se sentía muy cómodo utilizando esta aleación hasta que la directiva RoHS y otros cambios normativos empezaron a inclinar la balanza a favor de las aleaciones sin plomo, lo que exigió un nuevo enfoque de los materiales y procesos de soldadura. Desde entonces, la industria ha tendido a utilizar aleaciones de estaño-plata-cobre (SAC) de diversas composiciones; sin embargo, ninguna ha estado a la altura de todas las propiedades que ofrecía la soldadura de estaño-plomo. De hecho, una de las características más perturbadoras de las aleaciones SAC ha sido el aumento de la temperatura necesaria para el reflujo y, por tanto, de los requisitos de temperatura de los componentes y las placas.
Para conseguir propiedades mejoradas y llenar los nichos que el SAC no satisface, se está investigando la adición de dopantes a las soldaduras SAC. Aquí es donde empecé a interesarme por el bismuto. Cuanto más leía, más me topaba con este extraño metal del que no sabía demasiado (recordemos que soy nuevo en el mundo de las soldaduras). Esto dio lugar a una pequeña búsqueda que arrojó algunos datos fascinantes:
- El bismuto es un metal quebradizo, que a menudo presenta un tono rosado debido a su óxido superficial.
- El bismuto tiene una temperatura de fusión baja (271°C)
- El bismuto se expande al solidificarse, como el agua.
- El bismuto es el metal más pesado de la tabla periódica, no radiactivo (quizá se considere ligeramente radiactivo) y presente en la naturaleza.
- El bismuto no suele extraerse solo, sino que es un subproducto del plomo, el estaño, la plata y otros metales.
- El bismuto es el más diamagnético de todos los metales
- El bismuto tiene la conductividad térmica más baja de todos los metales, salvo el mercurio.
- Los cristales de bismuto presentan un arco iris de colores reflectantes debido al espesor variable del óxido en la superficie.
- El subsalicilato de bismuto, que es el ingrediente activo del Pepto Bismolestá prohibida en Francia (debido a la preocupación de que cause encefalopatía).
El atributo más interesante del bismuto, desde el punto de vista de los materiales electrónicos, es que, cuando se alea con otros metales, crea temperaturas de fusión bajas. aleaciones. En particular, cuando se alea con estaño en la composición eutéctica, la aleación funde a 138°C y muestra propiedades comparables a la eutéctica estaño-plomo. La fragilidad del bismuto es la principal preocupación cuando se utiliza para soldar; sin embargo, este efecto puede mitigarse añadiendo metales más maleables a la aleación, como por ejemplo plata. Muchas de las aleaciones populares que contienen bismuto contienen un alto porcentaje de bismuto, pero se está trabajando con concentraciones más bajas, con lo que se obtienen propiedades diferentes. Aunque la temperatura de fusión no se reducirá tan drásticamente, el bismuto en concentraciones más bajas tiene el potencial de mejorar el rendimiento en las pruebas de caída y choque térmico.
Dada la creciente preocupación por el coste de los metales, el bismuto puede convertirse en un competidor más en la búsqueda de aleaciones de soldadura alternativas. He llegado a considerar al bismuto como mi nuevo amigo, porque creo que ofrece una vía diferente de exploración y parece prometedor para mejorar las aleaciones de baja temperatura.
