La falta de preocupación por la plaga del estaño como problema de fiabilidad en productos de misión crítica sigue siendo difícil de entender

Amigos,

Mi reciente publicación sobre las «barbas de estaño» ( ) me ha hecho recordar el «tint pest ». Tengo que admitir que, a pesar de todas las preocupaciones legítimas sobre la fiabilidad relacionadas con las «barbas de estaño», me sorprende que prácticamente no haya habido una preocupación similar por los riesgos del «tint pest».

Hay que reconocer que la «plaga del estaño» es mucho más infrecuente que las «barbas de estaño». Aunque muchos se quejan de que no entendemos las «barbas de estaño», podemos generarlas fácilmente y hacer que la gran mayoría de ellas desaparezcan. En cambio, se ha demostrado que es muy difícil generar la «plaga del estaño».

Para aquellos que quieran refrescar sus conocimientos sobre la «plaga del estaño», pueden consultar esta entrada del blog omi artículo de revisión«Tin Pest: Elusive Threat in Lead-Free Soldering?» (¿La «plaga del estaño»: una amenaza difícil de detectar en la soldadura sin plomo?), publicado en la revista *Journal of Failure Analysis and Prevention*, volumen 10, número 6, diciembre de 2010, pp. 437-443 (7).

La «plaga del estaño» se debe a una transformación alotrópica del estaño, que pasa de su fase beta (estaño blanco o normal) a su fase alfa (estaño gris) a temperaturas inferiores a^{13 °C}. Esta transformación va acompañada de un cambio en la densidad, que pasa de 7,31^g/cm² a 5,77^g/cm². La reducción de la densidad provoca que el estaño se expanda, lo que destruye la estructura del objeto de estaño original o de la unión soldada, tal y como se observa en la figura siguiente.

Dado que la «plaga del estaño» es tan poco frecuente, ¿por qué me preocupa como factor de riesgo para la fiabilidad? Con miles de millones de uniones soldadas en placas de circuitos de misión crítica expuestas al frío durante muchos años, parece inevitable que se forme algo de «plaga del estaño». El efecto del frío es acumulativo; no se revierte cuando el clima se vuelve cálido. Las aplicaciones que corren mayor riesgo serían los automóviles, las torres de telefonía móvil y el equipamiento militar.

No me sorprendería que, con las medidas habituales para mitigar la formación de «barbas de estaño», ese problema no mitigado fuera más habitual.

¿Cuál es la solución? Añadiendo aproximadamente un 0,5 % de antimonio o un 2 % de bismuto a la soldadura sin plomo, se puede eliminar prácticamente por completo la «plaga del estaño». Una ventaja adicional sería la supresión de la formación de «barbas de estaño». Sin embargo, añadir incluso estas pequeñas cantidades de antimonio o bismuto a las soldaduras sin plomo requeriría una evaluación exhaustiva. Incluso estas pequeñas adiciones de elementos de aleación pueden alterar drásticamente las propiedades de una soldadura.

¡Felices fiestas!

Dr. Ron