Un compañero de California me llamó por teléfono la semana pasada: «¡Necesitamos un fundente con mayor actividad!», me dijo. Tragándome comentarios del tipo «¿Quizá podamos salir a correr la próxima vez que vengas a la ciudad?», le pedí que fuera más concreto. «¡Sabes perfectamente a qué me refiero!». Tenía razón. Lo sabía. Más o menos… Pero también estaba intentando obligarle a pensar en lo que realmente estaba pidiendo. Con demasiada frecuencia, la gente (incluso personas inteligentes y con buena formación) pide un flux con una actividad mayor, más intensa, más fuerte o mejor, sin pararse a pensar qué efecto es el que realmente quieren conseguir. Si estás empezando a perder el hilo, quizá lo mejor sea empezar por el principio y pensar en qué hace un activador…
Los activadores son las sustancias químicas que se añaden a los fundentes de soldadura para eliminar los óxidos de las superficies metálicas y, de este modo, permitir que estas se unan para formar una unión metalúrgica resistente. Cuando empecé a trabajar como químico especializado en la formulación de pastas de soldadura, pensaba, como mucha gente, que cuanto más reactiva fuera una sustancia química, mejor activador sería. Además, creía que la clave de todo esto era el pKa, o constante de disociación: equiparaba la corrosividad con la actividad. Para una sustancia química de fórmula AB que se disocia en solución:
AB <> A + B
Por lo tanto, su constante de disociación, pKa, es:
pKa = -log { [A].[B] / [AB] }
Así pues, cuanto menor es el pKa, mayor es el grado de disociación. Sin embargo, los datos no tenían sentido cuando realicé los experimentos. Las sustancias químicas con un pKa bajo a menudo (aunque no siempre) no funcionaban bien; y al probar «series homólogas» de activadores, algunas funcionaban bien y muchas otras no, pero siempre sin ningún patrón aparente. Hubo tres cosas que pronto quedaron claras:
1/ El pKa casi siempre se indica en solución acuosa
2/ No me estaba centrando en un único efecto (hablaremos de lo que entiendo por «efecto» en un momento)
3/ Se pueden añadir ciertas sustancias químicas a los activadores para potenciar su efecto
Salvo en el caso de ciertos fundentes muy corrosivos o reactivos, el agua no es una buena opción como disolvente, por lo que cualquier análisis basado, por ejemplo, en ácidos y bases es, en el mejor de los casos, bastante simplista; por lo tanto, el punto 1/ no es aplicable. Hablando de los puntos 2/ y 3/… Vale, ¿y qué es este «efecto»? En aquel momento, me centré únicamente en la pasta de soldadura y, además, solo en el problema de la formación de bolas de soldadura; es decir, cuando las partículas individuales de soldadura se fusionan parcialmente, dejando atrás algunas partículas sueltas que no se unen al cuerpo principal de la pasta refluida. Cuando tomé una pasta de soldadura que ofrecía excelentes datos de formación de bolas de soldadura y la sometí a reflujo sobre cobre OSP, el resultado solía ser una humectación muy deficiente sobre la superficie de cobre; así pues, esta fue mi cuarta aprendizaje, y es el más importante en la formulación de la pasta de soldadura:
4/ ¿Qué efecto quieres conseguir?
Los activadores que eliminan los óxidos de la superficie de la soldadura, en la mayoría de los casos, no son eficaces a la hora de eliminar los óxidos de las superficies de los sustratos, como los óxidos e hidróxidos de níquel o cobre. También hubo una quinta conclusión:
5/ Los activadores deben hacer dos cosas (véase la figura), no una sola:
– En primer lugar: reaccionar con los óxidos metálicos de la superficie para formar un producto de reacción metal-activador (MARP)
– En segundo lugar: eliminar los MARP de la superficie metálica
Esto me lleva, como es lógico, al koan del activador: ¿de qué sirve sustituir un óxido metálico insoluble por un MARP, a menos que este se aleje de la superficie metálica? Ten en cuenta que estos MARP pueden disolverse en el residuo o bien hacerse volátiles; aunque este último enfoque plantea la cuestión de cuán tóxicos son los compuestos organometálicos volátiles, y no creo que este interesante concepto se haya llevado nunca a la práctica. ¿Quizás tú lo sepas mejor?
La próxima vez que alguien te pida que elabores un fundente con «mayor actividad», sonríe alegremente y envíale un enlace a esta entrada del blog (¡y dile que te ha enviado Andy Mackie!) y, por último, pregúntale: «¿Qué es exactamente lo que quieres que haga el fundente?», o, para ser más específico:
* Describe con detalle el defecto de soldadura que observa el cliente:
* ¿Qué aleación de soldadura se utiliza?
* ¿Sobre qué superficie se realiza la humectación?
* ¿En qué condiciones de reflujo (perfil / atmósfera)?
De esta forma, podrás orientar mejor al químico encargado de la formulación para que resuelva el problema, en lugar de intentar adivinar cuál es su enfoque al respecto.
Salud Andy
