Les gens,
Dans le dernier article sur les moustaches d'étain, nous avons abordé la question de la détection. Dans le présent article, nous aborderons la question de l'atténuation. Les contraintes de compression étant l'une des principales causes des whiskers d'étain, la réduction de ces contraintes contribuera à atténuer la formation de whiskers d'étain. Il existe plusieurs approches pour réduire les contraintes de compression. La première consiste à mettre en place un processus permettant d'obtenir une finition mate plutôt qu'une finition d'étain brillant. L'expérience a montré qu'une finition d'étain satinée ou mate, dont les grains sont plus gros, présente des contraintes de compression internes plus faibles qu'une finition d'étain brillant. Des études ont montré que le fait d'éviter une finition d'étain brillant peut à lui seul réduire la formation de chuchotements de plus d'un facteur dix. Des couches d'étain plus épaisses réduisent souvent les contraintes de compression.
Étant donné que la diffusion du cuivre dans l'étain est l'une des principales sources de contraintes de compression dans l'étain, la minimisation de cette diffusion réduira considérablement la formation de chuchotements dans l'étain. Une méthode éprouvée pour minimiser la diffusion du cuivre consiste à intercaler une couche de nickel entre le cuivre et l'étain. Comme le nickel ne se diffuse pas facilement dans l'étain après la formation intermétallique initiale, la formation de whiskers d'étain peut être pratiquement éliminée dans de nombreux cas.
L'ajout de bismuth à l'étain, en petites quantités, peut également réduire la formation de whiskers. La solution solide de bismuth renforce l'étain. Ce renforcement réduit souvent la formation de whiskers.
Une autre méthode d'atténuation est l'utilisation de revêtements. Des acryliques, des époxydes, des uréthanes, des verres de silicate alcalin et du parylène C ont été utilisés. Le parylène C semble être le plus prometteur.
Souvent, un whisker d'étain pénètre dans le revêtement, comme le montre la figure 1. Cependant, pour constituer un risque de fiabilité, il doit pénétrer dans un second revêtement.
Figure 1. Un whisker d'étain sur le point de pénétrer dans un revêtement polymère. Source : Dr : Chris Hunt, NPL.
Cette situation est pratiquement impossible car le whisker d'étain est fragile et se déforme lorsqu'il tente de pénétrer dans la deuxième couche de revêtement. Voir la figure 2. Les revêtements peuvent donc constituer une méthode très efficace de réduction des whiskers d'étain.
Figure 2. Pour poser un problème de fiabilité, un whisker d'étain doit pénétrer deux couches de protection.
Le prochain et dernier billet sur les whiskers d'étain portera sur l'utilisation de l'AMDE (analyse des modes de défaillance et de leurs effets) pour élaborer une stratégie de réduction des whiskers d'étain.
Santé,
Dr. Ron
