Leute,
Im letzten Beitrag über Zinnwhisker haben wir über die Erkennung gesprochen. In diesem Beitrag befassen wir uns mit der Schadensbegrenzung. Da Druckspannungen eine der Hauptursachen für Zinnwhisker sind, wird die Minimierung dieser Spannungen dazu beitragen, die Bildung von Zinnwhiskern zu verringern. Es gibt mehrere Ansätze, um diese Druckspannungen zu verringern. Der erste besteht darin, ein Verfahren einzuführen, das eine matte Oberfläche im Gegensatz zu einer glänzenden Zinnoberfläche erzeugt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine satinierte oder matte Zinnoberfläche, die eine größere Korngröße aufweist, geringere innere Druckspannungen aufweist als eine blanke Zinnoberfläche. Studien haben gezeigt, dass allein die Vermeidung einer blanken Zinnoberfläche die Bildung von Zinnwhiskern um mehr als das Zehnfache reduzieren kann. Dickere Zinnschichten verringern oft die Druckspannungen.
Da eine der Hauptursachen für die Druckspannungen in Zinn die Kupferdiffusion in das Zinn ist, wird durch die Minimierung dieser Diffusion die Bildung von Zinnwhiskern erheblich reduziert. Ein bewährter Ansatz zur Minimierung der Kupferdiffusion ist die Verwendung eines Nickelflashs zwischen Kupfer und Zinn. Da Nickel nach der anfänglichen intermetallischen Bildung nicht ohne weiteres in das Zinn diffundiert, kann die Bildung von Zinnwhiskern in vielen Fällen nahezu ausgeschlossen werden.
Die Zugabe von Wismut zum Zinn in kleinen Mengen kann ebenfalls die Bildung von Zinnwhiskern verringern. Der Wismut-Mischkristall verfestigt das Zinn. Durch diese Verstärkung wird die Bildung von Zinnwhiskern häufig verringert.
Ein weiterer Ansatz zur Schadensbegrenzung ist die Verwendung von Beschichtungen. Es wurden Acrylate, Epoxide, Urethane, Alkalisilikatgläser und Parylen C verwendet. Parylen C scheint am vielversprechendsten zu sein.
Häufig durchdringt ein Zinnwhisker die Beschichtung, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Um jedoch ein Zuverlässigkeitsrisiko darzustellen, muss er eine zweite Beschichtung durchdringen.
Abbildung 1. Ein Zinnwhisker, der dabei ist, eine Polymerbeschichtung zu durchdringen. Quelle: Dr. Chris Hunt, NPL.
Dies ist fast unmöglich, da der Zinnwhisker zerbrechlich ist und sich beim Versuch, die zweite Schicht der Beschichtung zu durchdringen, verbiegen würde. Siehe Abbildung 2. Beschichtungen können also eine sehr wirksame Methode zur Eindämmung von Zinnwhiskern sein.
Abbildung 2. Ein Zinnwhisker muss zwei Schutzschichten durchdringen, um ein Problem für die Zuverlässigkeit darzustellen.
Im nächsten und letzten Beitrag über Zinnwhisker geht es um die Anwendung der FMEA (Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse) zur Entwicklung einer Strategie zur Reduzierung von Zinnwhiskern.
Zum Wohl,
Dr. Ron
