Colofonia en fundentes de soldadura: Un material complejo
¿Qué es una colofonia? Podría ser savia de pino refinada con otro nombre...
La enmienda 1 de IPC J-STD-004B define fundente de colofonia como: principalmente compuesto de colofonia natural (colofón), extraída a partir de oleorresina refinada de árboles de pino. Las colofonias utilizadas deben tener un valor ácido mínimo de 130 según lo determinado por ASTM D-465.
Define adicionalmente la resina como: compuesta principalmente de resinas sintéticas o resinas naturales diferentes de los tipos de colofonias.
Las definiciones anteriores nos proporciona a los fabricantes de fundentes una enorme cantidad de flexibilidad en la forma en que definimos nuestros fundentes y, desde un punto de vista práctico, realmente hemos llegado a creer que si algo está clasificado como RO o RE hace poca diferencia, puesto que, dadas las tecnologías actuales, la clasificación RO o RE dice poco sobre las propiedades del fundente.
Todas las colofonias son resinas, pero no todas las resinas son colofonias. Debemos el hecho de que clasificamos los fundentes como colofonias a que la savia de pino tiene propiedades fundentes sin dejar de ser dieléctrica e insoluble en agua. Este hecho no se le escapó a los fabricantes de electrónica militar a quienes les gustaron tanto las propiedades de la colofonia que hicieron grandes esfuerzos para definir la mejor colofonia como colofonia de grado WW y sus propiedades, a partir de la cual se debería construir el hardware de grado militar bajo contratos emitidos antes del J-STD. Aunque el J-STD se publicó en 1995, aun vemos algunos contratos MIL heredados que requieren de fundentes MIL-SPEC. La colofonia de goma de grado WW (su color se define como blanco agua) se abrió camino en el MIL-F14256 (fundente) y QQ-S-571 (soldadura con núcleo, pasta y aleaciones) y se quedó.
¿De qué está hecha una colofonia de goma de grado WW? La colofonia de goma es savia refinada que proviene de pinos vivos y de árboles relacionados. En contraste, la colofonia de madera proviene de tocones y troncos enterrados. Una vez vi un análisis químico sobre la colofonia de goma de grado WW que provenía de árboles de pino de Georgia... en algún momento, le perdí el hilo. El análisis químico completo tenía entre 40 y 50 componentes diferentes de las siguientes familias de productos químicos, el primario de los cuales es ácido acético y que incluye diversos isómeros, dímeros, formas polimerizadas de cada ácido:
- ácido abiético
- ácido neoabiético
- ácido dehidroabiético
- ácido palústrico
- ácido levopimárico
- ácido pimárico
- ácido isopimárico
- terpenos
Mientras que la colofonia es, en sí misma, una mezcla compleja de productos químicos, para complicar aún más las cosas, no sólo las colofonias provienen de todas partes del mundo y tienen diferentes proporciones de componentes ácidos, sino que también es posible señalar muchas de las fracciones individuales de colofonia y refinarlas para constituir un solo producto químico de colofonia pura. Es de esta manera que las empresas de fundentes pueden fabricar fundentes de colofonia que presenten colofonias (o resinas) que tengan diferentes puntos de fusión o de ablandamiento. La colofonia de goma refinada que proviene del árbol tiene un punto de ablandamiento aproximadamente de 77°C, lo que significa que este tipo de colofonia se ablandará durante una prueba de resistencia de aislamiento superficial (SIR) a 85°C. Una mejor opción para una alta fiabilidad en condiciones de alta temperatura y humedad podría ser una fracción de colofonia que se ablande a 95°C o 120°C. La elección de la colofonia afecta a la humectación y a la fiabilidad e incluso afecta el comportamiento de los residuos bajo otras pruebas, como la prueba de C3 de Foresite. Pero, ese es el tema para otro día.
Indium Corporation formula sus fundentes, pastas de soldadura y alambres con núcleo con los mejores materiales para el trabajo requerido. Generalmente, si el material es colofonia de grado WW o una fracción de colofonia que se refina a partir de una colofonia, etiquetaremos el fundente como RO. En la industria de fundentes actual, la manera en que se clasifican los fundentes es una cuestión de elección, en tanto la definición se acerque a la suministrada anteriormente por la IPC. Esperemos que esto no sea confuso para el usuario de fundentes. Que algo se clasifique como RO o RE importa poco.
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