Adesivos condutores poderão substituir solda à base de chumbo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/04/2005

Adesivos condutores poderão ser a melhor alternativa para que a indústria eletrônica substitua a solda à base de chumbo e estanho, hoje utilizada para a fixação de componentes eletrônicos nas placas de circuitos impressos. Até hoje, porém, esses materiais não conseguiram alcançar um maior volume de aplicações devido à sua baixa densidade de corrente elétrica.

Agora pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, Estados Unidos, utilizaram fios moleculares, juntamente com uma técnica anti-corrosão, para fazer com que seus adesivos condutores conseguissem conduzir eletricidade tão bem quanto as soldas metálicas feitas de ligas de estanho e chumbo.

"Em determinadas aplicações, que requerem altas densidades de corrente, os adesivos condutores continuam não fazendo frente às soldas metálicas," explica o Dr. C.P.Wong. "Entretanto, utilizando esses fios moleculares automontáveis e controlando a corrosão na interface, nós aumentamos significativamente sua densidade de corrente."

Por razões ambientais, as soldas que utilizam chumbo estão sendo banidas da indústria eletrônica. Isto já aconteceu em janeiro deste ano no Japão e deverá acontecer em Junho de 2006 na Europa.

As alternativas atuais incluem novas soldas - que combinam o estanho com outros metais, como a prata, ouro, cobre, bismuto e antimônio - e os adesivos condutores - que combinam fragmentos de prata, níquel ou ouro com uma matriz polimérica orgânica.

Uma das grandes vantagens dos adesivos condutores é a simplificação do processo de fabricação, eliminando várias de suas etapas, incluindo a necessidade de um fluxo ácido e de sua limpeza com água e detergente, passo este que representa o maior elemento poluidor da indústria eletrônica.

Além disso, como eles se curam a temperaturas baixas - ao redor de 150° C e, potencialmente, até mesmo a temperatura ambiente - eles produzem menor stress termal nos componentes, exigem menos energia e permitem a utilização dos mesmos materiais hoje empregados na fabricação das placas de circuito impresso. Isso não é possível com algumas das soldas hoje tidas como substitutas, feitas a partir de dois ou três metais, já que elas exigem temperaturas mais altas.

Mas os adesivos condutores também têm desvantagens: a principal é o aumento da resistência e queda na condutividade que se dá quando as conexões unidas pelos adesivos condutores são testadas sob umidade e calor. O problema é causado pela chamada corrosão galvânica, que ocorre pelo contato entre os diferentes metais de que são feitos o adesivo e os componentes eletrônicos.

Os cientistas resolveram o problema com seus fios moleculares feitos de materiais condutores à base de enxofre, conhecidos com tióis. Com menos de 10 Angstroms de comprimento, essas moléculas ligam-se quimicamente com o ouro presente nas conexões de memórias e chips e computadores e nas placas, gerando uma conexão elétrica direta que elimina a resistência normalmente encontrada nas interfaces.

Agora os cientistas irão tentar otimizar suas estruturas moleculares automontáveis, já que elas apresentam decomposição a temperaturas acima de 150° C.