Recentemente, recebi vários pedidos para esclarecer a distinção entre «sem halogenetos» e «sem halogéneos». Ambos os termos aplicam-se à composição dos fluxos de soldadura na indústria de montagem de componentes eletrónicos. Embora alguns possam utilizar os termos de forma intercambiável sem quaisquer repercussões, as definições não são sinónimas. Este tema pode tornar-se um pouco confuso, pelo que, neste artigo, irei delinear a diferença entre halogenetos e halogéneos, tanto no contexto das normas da indústria como da química geral.
O que precisa de saber
É fundamental compreender estes termos no contexto das normas da indústria. Para uma definição normalizada de «sem halogenetos», remetemos para J-STD-004 (Rev. C). A norma J-STD-004C define «sem halogenetos» como um fluxo que contém menos de 0,05% de iões halogenetos combinados (F-, Cl-, Br-, I-) em percentagem em peso da parte sólida do fluxo. O método de ensaio analítico «cromatografia iónica» é realizado no fluxo no estado não aquecido. O teor de halogenetos de um fluxo é indicado pelo último carácter na classificação do fluxo: 0 para isento de halogenetos, 1 para contendo halogenetos.
Por outro lado, a norma IEC 61249 define «sem halogéneos» como um material cujo resíduo contenha menos de 0,09 % de cloro (em todas as formas), menos de 0,09 % de bromo (em todas as formas) e menos de 0,15 % de cloro e bromo combinados. O método de ensaio analítico (conforme a norma J-STD-004C), denominado «calorimetria de bomba», seguido de cromatografia iónica, é realizado sobre o resíduo do fluxo na sua forma final após o processo de refluxo. O ensaio de halogéneos é opcional e não existe uma designação padronizada para as características.
Porque é que precisa de saber
A concentração de halogenetos é monitorizada porque os halogenetos têm o potencial de corroer a solda, o que pode levar ao crescimento dendrítico na presença de uma polarização eléctrica aplicada e de humidade. Quando os produtos não limpos passam nos testes J-STD-004 SIR & ECM e são utilizados corretamente, isto não é uma preocupação. Para resíduos de fluxo que têm de ser limpos (solúveis em água), a utilização de um processo de limpeza completo e eficaz deve evitar qualquer corrosão. É crucial reiterar que um fluxo que contenha halogenetos não é inerentemente prejudicial para uma montagem. A presença de halogenetos deve simplesmente ser caracterizada para promover a conceção e montagem de um dispositivo electroquimicamente fiável.
Em contrapartida, a decisão de um fabricante de utilizar exclusivamente produtos sem halogéneos é motivada por considerações ambientais. Os halogéneos na química de um fluxo são tipicamente halocarbonetos, que têm o potencial de poluir o ambiente quando os conjuntos com resíduos de fluxos contendo halogéneos são eliminados de forma incorrecta. Embora os fluxos contendo halogéneos sejam utilizados diariamente a nível global, uma empresa individual pode optar por auto-impor regulamentos que rejeitem a utilização de fluxos contendo halogéneos para evitar completamente esta questão. Não existem regulamentos governamentais que proíbam totalmente a utilização de todos os materiais de solda que contenham halogéneos na eletrónica. Uma vez que não há necessidade técnica de caraterizar o teor de halogéneo, o teste de halogéneo é opcional.
Onde se torna confuso
Para os que têm uma curiosidade mais técnica, eis uma exploração mais aprofundada:
- Na química geral, os halogéneos são os elementos do grupo 17 da tabela periódica. Um «halogeneto» é qualquer composto que contenha um halogéneo. Os halogenetos podem ser divididos em duas categorias principais: de ligação iónica e de ligação covalente. Nos compostos de ligação iónica, os átomos com cargas opostas (positiva e negativa) atraem-se mutuamente. Se o átomo com carga negativa for um halogéneo, é considerado um «ião halogeneto». No entanto, na indústria eletrónica e nas suas normas, o termo «halogeneto» refere-se tecnicamente a um «ião halogeneto». A análise por cromatografia iônica não deteta a concentração de todas as espécies de halogenetos, mas apenas as espécies de halogenetos iônicos.
- Com base nas definições padrão, um fluxo poderia, tecnicamente, ser classificado tanto como «isento de halogenetos» como «contendo halogéneos». Os ativadores, um dos principais componentes dos fluxos, são os produtos químicos que dissolvem e removem os óxidos para permitir a soldadura. Normalmente, os ativadores são halocarbonetos ou ácidos orgânicos, sendo os halocarbonetos particularmente eficazes na remoção de óxidos. Se um fluxo for formulado com halocarbonetos, podem formar-se iões de halogeneto no seu interior devido a reações secundárias. É por isso que muitos produtos que contêm fluxo, nomeadamente a pasta de solda, conterão halogenetos se forem halogenados. No entanto, não se deve presumir que um fluxo isento de halogenetos seja também isento de halogéneos.
- Utilizando o mesmo método analítico para determinar o teor de halogéneos, a norma J-STD-004 define os resíduos de fluxo como «baixo teor de halogéneos» se Br ≤ 0,1 % e Cl ≤ 0,1 %. No entanto, é raro encontrar um material que contenha fluxo rotulado como «baixo teor de halogéneos».
- Uma pergunta que me fazem frequentemente é: «O que significa o “HF” em [nome do produto]?» A Indium Corporation disponibiliza várias pastas de solda e fluxos com «HF» no nome (como o Indium8.9HF, por exemplo). O «HF» significa «sem halogéneos». No entanto, nem todos os produtos sem halogéneos têm «HF» no nome. Se um produto for isento de halogéneos, isso estará indicado na ficha técnica do produto.
Embora seja muita informação para assimilar, é importante não pensar demasiado nisso. Para muitas montagens, a escolha entre produtos sem halogenetos e com halogenetos, ou sem halogéneos e com halogéneos, não vai determinar o sucesso ou o fracasso do dispositivo. Há muitos outros fatores a ter em conta na seleção do material de solda ideal. Se estiver à procura de fluxo e solda, recomendamos que fale com um membro da nossa equipa de apoio técnico. Teremos todo o prazer em discutir o seu projeto e ajudá-lo a orientar-se no nosso portfólio de materiais para montagem eletrónica.
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Para mais informações sobre a caraterização do fluxo de acordo com a norma J-STD-004, consulte estes artigos:
