Saldatura a rifusione: Nihon Superior punta sul bismuto

Con la lega di saldatura a onda SN100C, che ha infranto le regole, Nihon Superior si è guadagnata il riconoscimento globale di innovatore nella formulazione di saldature senza piombo. La regola che SN100C ha infranto è che non è possibile produrre una saldatura senza Pb senza un contenuto di argento che raddoppi il costo delle materie prime. Ora Nihon Superior ha infranto nuovamente questa regola con SN100CV, una lega per saldatura a rifusione in grado di superare la SAC305 in termini di affidabilità, pur essendo rifusibile con lo stesso profilo termico della SAC305.

Il segreto della SN100CV è che raggiunge la sua affidabilità e rifusione con un'aggiunta accuratamente mirata di bismuto a basso costo, evitando al contempo la suscettibilità al carico d'urto associata alla presenza di una fase fragile di bismuto nella microstruttura.

Sebbene il livello di bismuto sia sufficiente a portare le caratteristiche di fusione di SN100CV in un intervallo tale da poter essere sottoposto a rifusione con lo stesso profilo utilizzato con SAC305, non è così elevato da superare il limite di solubilità solida nell'intervallo di temperature a cui sono solitamente esposti gli assemblaggi elettronici. Pertanto, le prestazioni in caso di carico ad alta velocità di deformazione non sono compromesse dalla presenza nella microstruttura di una fase fragile di bismuto.

Per la resistenza al creep che garantisce buone prestazioni nei cicli termici, le leghe SAC si affidano all'effetto di rafforzamento particellare della dispersione inizialmente fine di particelle Ag3Sn strettamente distanziate, che agisce come un ostacolo al movimento delle dislocazioni su cui si basa la deformazione. La matrice di stagno in cui sono disperse queste particelle è essenzialmente stagno puro, con poca resistenza alla deformazione che provoca il cracking da fatica, per cui quando le particelle di Ag3Sn diventano più grosse e la distanza tra le particelle aumenta, la resistenza della lega alla deformazione da scorrimento non è molto superiore a quella che si avrebbe se non ci fosse Ag nella lega.

Al contrario, il bismuto in soluzione solida nella fase di stagno della SN100CV, prendendo il posto di alcuni atomi di stagno nel reticolo cristallino, distorce i piani reticolari in misura tale da creare un ostacolo al movimento delle dislocazioni altrettanto efficace delle particelle di Ag3Sn nelle leghe SAC. La differenza è che l'efficacia del bismuto come rinforzante in soluzione solida non cambia nel tempo. La lega è resistente alla deformazione per scorrimento dopo 1000 ore come quando è stata appena rifusa.

In combinazione con un mezzo di flussaggio completamente privo di alogeni, il P608, in grado di eguagliare le prestazioni dei mezzi di flussaggio attivati da alogeni, SN100CV offre un assemblaggio efficiente in termini di costi e ad alta resa in un profilo con una temperatura di picco inferiore a 240°C e affidabilità.

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