Nem todos os metais funcionam bem em conjunto. E isto repercute-se no mundo da eletrónica e nos materiais nela utilizados. Um exemplo relativamente novo e relevante surgiu com o advento da RoHS e o desejo de identificar um substituto "drop-in" para as soldas SnPb(Ag). Uma mistura eutéctica de Sn (estanho) e Zn (zinco) era muito atractiva como possível substituto. O 91Sn 9Zn é eutéctico, não contém quaisquer materiais RoHS e funde a 199C, apenas 16 graus mais alto do que a solda eutéctica SnPb e ~20 graus mais baixo do que as misturas SAC comuns, e não contém quaisquer metais preciosos caros.
Mas a liga contém Zn. E isso é um obstáculo por duas razões. O Zn é bastante reativo, o que torna muito difícil criar um veículo de fluxo que permita obter uma pasta de solda estável (com um prazo de validade apreciável). A segunda, a que iremos detalhar neste post, é o potencial de elétrodo do Zn.
Quanto maior for a diferença de potencial de elétrodo entre metais, maior será a probabilidade de ocorrer corrosão galvânica. O potencial de elétrodo do Cu (cobre) é de +0,334V. O potencial de elétrodo do Sn (estanho) e do Pb (chumbo) é de -0,140V e -0,126V, respetivamente. Já o potencial de elétrodo do Zn é de -0,761V. Assim, o contacto acidental do Zn com o Cu pode criar uma diferença de potencial de 1,095V. Se acrescentarmos um pouco de humidade, temos um cenário ideal para a ocorrência de corrosão galvânica. Esta situação pode ainda ser agravada pela presença de iões de halogeneto (névoa salina).
Assim, tendo em conta tudo isto, será que uma liga de solda com 91% de Sn e 9% de Zn constituiria um problema?
Fiz uma experiência simples para o descobrir.
Peguei numa fita de solda SnZn e em cupões de cobre, coloquei-os simplesmente uns sobre os outros e expus-os a 85C/85%RH durante o fim de semana prolongado do Dia do Trabalhador (>72 horas).
Abaixo está uma imagem da fita de solda SnZn antes de ser submetida às condições mencionadas acima.
A imagem seguinte mostra a fita de solda SnZn depois de ter sido exposta a 85C/85%RH durante >72 horas. Esta amostra de fita não esteve em contacto com quaisquer outros metais. Estava a tentar determinar qual seria a oxidação "normal" desta liga, nestas condições. Fiz o mesmo com os cupões de cobre. (Próxima imagem)
Esta última imagem mostra o efeito do contacto acidental do cobre com a fita de solda SnZn. Repare como a oxidação/corrosão dos cupões de cobre é muito pior.
Nesta experiência simples, podemos ver os efeitos da corrosão galvânica que ocorre através do contacto acidental da liga de solda SnZn com o cobre. Digo "contacto acidental" porque os materiais estão apenas em contacto um com o outro, não foram soldados. Seria interessante ver se o efeito seria tão grande se os materiais estivessem ligados entre si sem qualquer espaço para a água penetrar.
