Se você já olhou para um fluxo de solda e se sentiu como se estivesse tentando decifrar um código secreto, você não está sozinho. A sequência de letras e números - como ROL0, ORM1 ou REL1 - pode parecer enigmática à primeira vista. Mas essas classificações não são apenas aleatórias; elas são uma forma padronizada de comunicar informações essenciais sobre a química, o nível de atividade e a confiabilidade de um fluxo.
Entender a classificação dos fluxos de solda ajuda a tomar decisões informadas sobre qual fluxo é mais adequado para a sua aplicação, seja para montar componentes eletrônicos de alta confiabilidade ou para trabalhar com uma fórmula sem limpeza para simplificar o processamento. Nesta postagem, detalharemos o sistema por trás dessas classificações para que você possa escolher com confiança o fluxo certo para o trabalho.
Decodificação J-STD-004
A organização responsável pelos códigos de fluxo de quatro caracteres é a Instituto de Circuitos Impressos, ou IPC. Eles também gostam de dar nomes de códigos aos seus documentos de normas, e é o J-STD-004 do IPC que delineia esse sistema de classificação dos fluxos de solda. Nas próximas seções, abordaremos cada parte do código e daremos uma visão geral do que as diferentes designações significam para a seleção do fluxo.
Dois primeiros caracteres: Composição do fluxo
Os dois primeiros caracteres classificam os fluxos com base em sua composição: resina, resina, orgânico ou inorgânico. A composição do fluxo de solda influencia significativamente o desempenho da solda, afetando o comportamento de umedecimento, a integridade da junta e a necessidade de limpeza pós-solda.
Fluxo de colofônia (RO)
- Composição: Derivado da seiva do pinheiro, o fluxo de breu é uma substância que ocorre naturalmente. É inerte em temperatura ambiente, ácida em altas temperaturas e não ácida quando resfriada novamente. Por ser um produto vegetal, pode estar sujeito a mais variações naturais do que sua prima, a resina.*
- Função: O fluxo de breu age removendo óxidos das superfícies metálicas, melhorando o processo de umedecimento. Sua natureza suave exige limpeza mínima ou nenhuma limpeza após a soldagem, dependendo da formulação e da aplicação específicas.
Fluxo de resina (RE)
- Composição: Os fluxos de resina são resina modificada ou material totalmente sintético.* O desempenho da resina pode ser mais consistente do que o da resina, pois está menos sujeito a variações naturais.
- Função: Semelhante ao fluxo de breu, os fluxos de resina facilitam a remoção de óxidos e melhoram o processo de soldagem. Eles podem ser formulados para fornecer níveis variados de atividade e limpeza de resíduos, atendendo a diversas necessidades de fabricação.
* Observe que alguns fluxos contêm colofônia e resina e sua designação é determinada pela substância que contém em maior quantidade.
Fluxo orgânico (OR)
- Composição: Os fluxos orgânicos são compostos de ácidos orgânicos ou outros compostos orgânicos. Eles são conhecidos por sua capacidade de limpeza mais forte e geralmente são solúveis em água.
- Função: Esses fluxos removem óxidos e contaminantes das superfícies metálicas, garantindo excelente umectação. Como esses fluxos geralmente não se desativam até atingirem altas temperaturas, eles normalmente exigem uma limpeza completa após a soldagem para remover qualquer resíduo ativo e corrosivo residual.
Fluxo inorgânico (IN)
- Composição: Os fluxos inorgânicos contêm ácidos ou sais inorgânicos. Esses são os tipos mais agressivos de fluxo, usados para aplicações que exigem a remoção de óxidos pesados.
- Função: Devido à sua forte atividade, os fluxos inorgânicos são altamente eficazes na preparação de superfícies metálicas para soldagem. Eles são usados principalmente em aplicações especializadas em que é necessária a remoção de oxidação significativa. A limpeza pós-soldagem é essencial para evitar corrosão e danos à montagem. O fluxo IN não é usado na montagem de eletrônicos.
Terceiro caractere: Nível de atividade
O nível de atividade do fluxo influencia diretamente a formação de juntas de solda, afetando a remoção de óxidos e impurezas das superfícies metálicas. Os fluxos obtêm suas designações de nível de atividade ao se enquadrarem em determinadas faixas nos testes especificados pelo IPC, incluindo espelho de cobre, resistência de isolamento de superfície (SIR) e testes quantitativos de haleto. (Observe que o teor de haletos, discutido na próxima seção, não designa sozinho o nível de atividade, pois muitos outros aditivos também têm impacto).
Fluxos de baixa atividade (L)
- Definição: Projetado para aplicações em que é necessária uma remoção mínima de óxido. Além de atender a outros critérios de teste, os fluxos de baixa atividade contêm menos de 0,05% de haletos por peso quando designados como L0, e menos de 0,5% de haletos por peso quando designados como L1.
- Impacto: Esses fluxos são normalmente usados em ambientes controlados em que as superfícies já estão relativamente limpas. Embora minimizem o risco de danificar componentes sensíveis, sua ação suave pode não ser suficiente para superfícies muito oxidadas.
Fluxos de atividade moderados (M)
- Definição: Mais agressivos do que os fluxos de baixa atividade, os fluxos de atividade moderada ainda conseguem limitar o risco de corrosão ou danos. Além de atender a outros critérios de teste, esses fluxos contêm menos de 0,05% de haletos por peso quando designados como M0, e entre 0,5 e 2,0% de haletos por peso quando designados como M1.
- Impacto: Ideais para fins de soldagem em geral, os fluxos de atividade moderada garantem boa umectação e aderência em superfícies com oxidação moderada. Eles atingem um equilíbrio entre a eficácia da limpeza e as preocupações com resíduos pós-soldagem.
Fluxos de alta atividade (H)
- Definição: Esses fluxos possuem o mais alto poder de limpeza, capaz de remover quantidades significativas de óxido e contaminantes de superfícies metálicas. Além de atender a outros critérios de teste, esses fluxos contêm menos de 0,05% de haletos por peso quando designados como H0, e mais de 2,0% de haletos por peso quando designados como H1.
- Impacto: os fluxos de alta atividade são essenciais para aplicações de solda desafiadoras que envolvem metais altamente oxidados ou onde é necessária uma forte ação de limpeza. Entretanto, sua natureza agressiva exige um manuseio cuidadoso e uma limpeza completa após a soldagem para evitar problemas relacionados à corrosão ou a resíduos.
Quarto caractere: Conteúdo de haleto
Os haletos são adicionados aos fluxos para melhorar seu nível de atividade, aprimorando sua capacidade de limpar superfícies metálicas e promover a umectação. Embora benéficos para o desempenho da solda, os resíduos contendo haletos podem causar corrosão, falhas elétricas ou reduzir a confiabilidade a longo prazo da junta de solda, dependendo da fórmula do fluxo e dos requisitos da aplicação.
Baixo teor de haletos (0)
Indicados como "0" nos designadores de fluxo, os fluxos com teor de haleto abaixo de 0,05% por peso são considerados "livres de haleto". Esses fluxos são projetados para minimizar o risco de corrosão e são adequados para aplicações que exigem juntas de solda limpas e confiáveis, sem necessidade de limpeza extensiva após a soldagem.
Presença de haletos (1)
Indicados como "1" nos designadores de fluxo, os fluxos que contêm haletos (acima de 0,05% por peso) são usados por sua atividade aprimorada. Os haletos aumentam a capacidade do fluxo de remover óxidos, mas aumentam o potencial de contaminação iônica do resíduo do fluxo.
Uma observação sobre haletos e halogênios
Os haletos são compostos iônicos normalmente usados como ativadores e frequentemente associados à corrosão. Os padrões do IPC abordam métodos de teste e limites para o conteúdo de haletos. Os compostos halogenados não iônicos, ou halogênios, são objeto de regulamentação ambiental. As normas ambientais europeias (EN-14582) tratam de métodos de teste e limites para o teor de halogênio.
Você pode se deparar com produtos descritos como "livre de haletos" ou "livre de halogênio" e se perguntar se eles significam a mesma coisa, mas não é bem assim. Embora pareçam semelhantes e estejam de certa forma relacionados, os métodos de teste e a finalidade do teste para essas duas substâncias são totalmente diferentes. O teor de haletos é medido por meio de cromatografia de íons no produto de fluxo em massa e avaliação das características de soldagem e confiabilidade do fluxo. O teor de halogênio é medido por meio de testes de bomba de oxigênio no resíduo de fluxo pós-soldagem e é uma consideração ambiental, de saúde e segurança.
A lista completa de possíveis designações de fluxo está resumida na tabela a seguir.
IPC J-STD-004/A vs. IPC J-STD-004B/C/D
Entre a IPC J-STD-004 e suas sucessoras IPC J-STD-004B/C/D, os critérios de teste para as designações de nível de atividade e conteúdo de haleto sofreram algumas alterações. A mudança mais notável foi no teste SIR, com atualizações no ambiente do teste, na polarização elétrica e na frequência de amostragem. A outra grande mudança foi a eliminação do teste qualitativo de haleto.
O resultado é que alguns fluxos designados como L0 na J-STD-004 agora atendem aos critérios para L1 na J-STD-004B. De fato, é possível que um fluxo mais recente rotulado como L1 tenha passado por requisitos mais rigorosos do que um fluxo mais antigo rotulado como L0.
Por esse motivo, é importante saber em qual versão da J-STD um fluxo está classificado, e pode valer a pena considerar os fluxos L1 que, de outra forma, você não consideraria se eles tivessem essa designação de acordo com o padrão mais recente.
O padrão atual, no momento em que este texto foi escrito, é o IPC J-STD-004D. Os requisitos de teste desse padrão são basicamente os mesmos do IPC J-STD-004B; no entanto, o padrão mais recente fornece especificações para testes adicionais opcionais de SIR.
Conclusão
Na AIM, entendemos que a escolha do fluxo certo é tão importante quanto a escolha da liga de solda certa. É por isso que oferecemos uma variedade de formulações de fluxo projetadas para atender às diversas necessidades da fabricação moderna de produtos eletrônicos. Se tiver alguma dúvida sobre qual fluxo é melhor para a sua aplicação, nossa equipe está sempre à disposição para ajudar.
Ainda tem dúvidas? Entre em contato conoscoTeremos prazer em ajudá-lo a encontrar o fluxo perfeito para o seu processo.
