Ultimamente, tenho pesquisado várias coisas, sendo um dos meus temas favoritos as ligas de soldadura. Durante muito tempo, a maior parte da solda (quase toda) era composta por uma liga eutética de estanho-chumbo. Todos se sentiam muito à vontade a utilizar esta liga até que a diretiva RoHS e outras alterações na regulamentação começaram a inclinar a balança a favor das ligas sem chumbo, exigindo uma nova abordagem aos materiais e processos de soldadura. Desde então, a indústria tem tendido a utilizar ligas de estanho-prata-cobre (SAC) de várias composições; no entanto, nenhuma delas tem correspondido a todas as propriedades que a solda de estanho-chumbo oferecia. Na verdade, uma das características mais perturbadoras das ligas SAC tem sido o aumento da temperatura necessária para o refluxo, o que implica, por sua vez, requisitos de temperatura mais elevados para os componentes e placas.
Para obter propriedades melhoradas e preencher nichos que o SAC não consegue satisfazer, estão a ser realizadas investigações sobre a adição de dopantes às soldas de SAC. Foi aí que comecei a ficar intrigado com o bismuto. Quanto mais lia, mais me deparava com este metal estranho sobre o qual não sabia grande coisa (lembre-se de que sou novo no mundo das soldas). Isto levou-me a fazer uma pequena pesquisa que revelou alguns factos fascinantes:
· O bismuto é um metal frágil, que apresenta frequentemente uma tonalidade rosada devido ao óxido presente na sua superfície
· O bismuto tem uma temperatura de fusão baixa (271 °C)
· O bismuto expande-se ao solidificar, um pouco como a água
· O bismuto é o metal não radioativo (talvez considerado ligeiramente radioativo) mais pesado que ocorre na natureza na tabela periódica
· O bismuto não é normalmente extraído por si só, sendo antes um subproduto do chumbo, do estanho, da prata e de outros metais
· O bismuto é o mais diamagnético de todos os metais
· O bismuto tem a menor condutividade térmica de todos os metais, com exceção do mercúrio
· Os cristais de bismuto apresentam um arco-íris de cores refletidas devido à espessura variável do óxido na superfície
· O subsalicilato de bismuto, que é o princípio ativo do Pepto-Bismol, é proibido em França (devido a receios ultrapassados de que possa causar encefalopatia)
A característica mais interessante do bismuto, do ponto de vista dos materiais eletrónicos, é que, quando ligado a outros metais, dá origem a ligas com baixa temperatura de fusão ligas. Em particular, quando ligada com estanho na composição eutética, a liga funde-se a 138 °C e apresenta propriedades comparáveis às do eutético estanho-chumbo. A fragilidade do bismuto constitui a principal preocupação na sua utilização para soldadura; no entanto, este efeito pode ser atenuado através da adição de metais mais maleáveis à liga, tais como prata. Muitas das ligas populares que contêm bismuto apresentam uma elevada percentagem deste elemento, mas estão a ser realizados estudos com concentrações mais baixas, o que confere propriedades diferentes. Embora a temperatura de fusão não venha a diminuir de forma tão acentuada, o bismuto em concentrações mais baixas tem o potencial de melhorar o desempenho em ensaios de queda e de choque térmico.
Dadas as crescentes preocupações com o custo dos metais, o bismuto poderá tornar-se uma opção cada vez mais viável na procura de ligas de solda alternativas. Passei a considerar o bismuto como o meu novo amigo, porque acho que oferece uma nova via de exploração e parece promissor para o desenvolvimento de ligas melhoradas para baixas temperaturas.
