No todos los metales combinan bien. Y esto se traslada al mundo de la electrónica y los materiales utilizados en ella. Un ejemplo relativamente nuevo y relevante surgió con la llegada de la RoHS y el deseo de identificar un sustituto "drop-in" para las soldaduras SnPb(Ag). Una mezcla eutéctica de Sn (estaño) y Zn (zinc) resultó muy atractiva como posible sustituto. 91Sn 9Zn es eutéctica, no contiene ningún material RoHS y funde a 199C, sólo 16 grados más que la soldadura eutéctica SnPb y ~20 grados menos que las mezclas SAC comunes, y no contiene ningún metal precioso caro.
Pero la aleación contiene Zn. Y eso es un obstáculo por dos razones. El Zn es bastante reactivo, por lo que resulta muy difícil crear un fundente-vehículo que permita obtener una pasta de soldadura estable (que posea una vida útil apreciable). La segunda, la que vamos a detallar en este post, es el potencial de electrodo del Zn.
Cuanto mayor sea la diferencia de potencial de electrodo entre metales, mayor será la probabilidad de que se produzca corrosión galvánica. El potencial de electrodo del Cu (cobre) es de +0,334 V. El potencial de electrodo del Sn (estaño) y el Pb (plomo) es de -0,140V y -0,126V respectivamente. Mientras que el potencial de electrodo del Zn es de -0,761 V. Por lo tanto, el contacto accidental del Zn con el Cu puede crear una diferencia de potencial de 1,095 V. Si a esto le añadimos un poco de humedad, se crea un escenario ideal para la corrosión galvánica. Puede agravarse aún más por la presencia de iones haluro (niebla salina).
Entonces, teniendo en cuenta todo esto, ¿sería un problema una aleación de soldadura de 91%Sn y 9%Zn?
Hice un sencillo experimento para averiguarlo.
Tomé algunos cupones de cinta de soldadura SnZn y cobre, simplemente los puse uno sobre otro y los expuse a 85C/85%RH durante el largo fin de semana del Día del Trabajo (>72 horas).
A continuación se muestra una imagen de la cinta de soldadura SnZn antes de someterla a las condiciones mencionadas.
La siguiente imagen muestra la cinta de soldadura SnZn después de haber estado expuesta a 85C/85%RH durante >72 horas. Esta muestra de cinta no estuvo en contacto con ningún otro metal. Intentaba determinar cuál sería la oxidación "normal" de esta aleación, en estas condiciones. Hice lo mismo con los cupones de cobre. (Imagen siguiente)
Esta última imagen muestra el efecto del contacto incidental del cobre con la cinta de soldadura SnZn. Fíjese en lo mucho que ha empeorado la oxidación/corrosión de los cupones de cobre.
En este sencillo experimento podemos ver los efectos de la corrosión galvánica que se produce por el contacto incidental de la aleación de soldadura SnZn con el cobre. Digo "contacto accidental" porque los materiales simplemente se tocan, no se han soldado. Sería interesante ver si el efecto sería tan grande si los materiales estuvieran unidos entre sí sin ningún espacio por el que pudiera penetrar el agua.
