Estaño: El cimiento metálico de la Soldadura

Amigos,

La gran mayoría de las soldaduras utilizadas en el montaje electrónico tienen, como su metal base, estaño. Hay algunas soldaduras de oro especiales, como las de oro-cobre o de oro-indio, las soldaduras a base de indio y algunas otras que no contienen estaño. Aunque estas soldaduras tienen aplicaciones importantes, el gran volumen de soldaduras a base de estaño es abrumador en comparación.

El estaño era un metal conocido ya por los antiguos, que los llevó de la Edad del Cobre a la Edad del Bronce. Con diez a doce por ciento de estaño en cobre se produce bronce, que es mucho más fuerte que el cobre (consulte la Figura 1) y tiene el beneficio adicional de fundirse a unos 950 °C frente a los 1085°C del cobre.

Figura 1. La adición de elementos de aleación, como la solución sólida de estaño y zinc, fortalece el cobre. Observe que alrededor del 8% de estaño en cobre aumenta el límite elástico del cobre dos veces y media. El efecto de la solución sólida también reduce la temperatura de fusión. Consulte la fuente de la imagen aquí.

Esta diferencia de temperatura es significativa ya que con la tecnología primitiva de calentamiento, 1085°C eran difíciles de alcanzar. Además, dado que el bronce se solidifica a una temperatura más baja, llena los moldes de mejor manera. Esta propiedad permitió la fundición de objetos de forma mucho más compleja. Consulte la Figura 2. Todos estos beneficios resultaron en un crecimiento dramático de la demanda de estaño. Esta demanda estableció rutas comerciales mucho más sofisticadas para el estaño y su mineral más común, la cassiterita; esto mejoró el comercio general y aceleró la propagación de la civilización y del aprendizaje.

Figura 2. Con la adición de estaño al cobre se creó el bronce, que es mucho más duro y también más fácil de fundir que el cobre. Esta moldeabilidad permitió diseños complejos como esta daga. La fuente de la imagen: Por Usuario: Calame - http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Sword_bronze_age.JPG, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.pp?hcurid=1346902

De vuelta a la soldadura. La soldadura es una tecnología que ha existido casi desde la edad del cobre. Se cree que se originó en Mesopotamia ya en el año 4000 a.C. La soldadura se utilizó para unir y fabricar joyas, herramientas de cocina y vitrales. Hoy en día, además de estas aplicaciones, la plomería, la reparación de instrumentos musicales y el enchapado metálico son usos comunes. Sin embargo, el ensamblaje de electrónicos es el mayor usuario de la soldadura a base de estaño con diferencia. Consulte la Figura 3.

Figura 3. Más del 50% del estaño se utiliza en soldadura. La fuente de la imagen está aquí. 

Uno de los mayores beneficios de la soldadura es su capacidad de reelaboración. Esta propiedad permite la reelaboración de montajes electrónicos, plomería, joyas e instrumentos musicales. Sin la capacidad de reelaborar la electrónica, la industria electrónica tendría dificultades para ser rentable. Otro beneficio, por supuesto, es el milagro de la soldadura que discutí en otra publicación.

Por lo tanto, la próxima vez que mire su smartphone, tablet, TV, etc., recuerde que la soldadura a base de estaño y la soldadura en sí son fundamentales para su existencia.  

Saludos,

Dr. Ron