Les gens,
Mon récent article sur les « tin whiskers » ( ) m’a rappelé l’existence du « tin pest ». Je dois avouer que, malgré toutes les préoccupations légitimes concernant la fiabilité liées aux « tin whiskers », je suis surpris qu’il n’y ait pratiquement pas eu de préoccupations similaires concernant les risques liés au « tin pest ».
Il faut reconnaître que la « tin pest » est bien plus rare que les « tin whiskers ». Bien que beaucoup se plaignent de notre manque de compréhension des « tin whiskers », nous sommes capables de les reproduire facilement et d’en éliminer la grande majorité. En revanche, il s’est avéré très difficile de reproduire la « tin pest ».
Pour ceux qui souhaitent rafraîchir leurs connaissances sur le « tin pest », je vous invite à consulter cet article de blog oumon article de synthèse intitulé «Tin Pest : Elusive Threat in Lead-Free Soldering? », publié dans le *Journal of Failure Analysis and Prevention*, volume 10, numéro 6, décembre 2010, pp. 437-443 (7).
La « rouille de l'étain » résulte d'une transformation allotropique de l'étain, qui passe de sa phase bêta (étain blanc ou normal) à sa phase alpha (étain gris) à des températures inférieures à13 °C. Cette transformation s'accompagne d'une variation de densité, qui passe de 7,31g/cm² à 5,77g/cm². Cette diminution de densité provoque une dilatation de l'étain, ce qui détruit la structure de l'objet en étain d'origine ou du joint de soudure, comme le montre la figure ci-dessous.
Le « tin pest » étant si rare, pourquoi m’en préoccupe-je en tant que risque pour la fiabilité ? Avec des milliards de joints de soudure présents sur des cartes électroniques critiques exposées au froid depuis de nombreuses années, il semblerait inévitable que du « tin pest » se forme. L’effet du froid est cumulatif ; il ne disparaît pas lorsque le temps se réchauffe. Les applications les plus exposées seraient l’automobile, les antennes-relais de téléphonie mobile et les équipements militaires.
Je ne serais pas surpris que, compte tenu des mesures habituelles de lutte contre les whiskers d'étain, ce « pest d'étain » non maîtrisé soit plus fréquent.
Quelle est la solution ? En ajoutant environ 0,5 % d’antimoine ou 2 % de bismuth à la soudure sans plomb, il est possible d’éliminer pratiquement totalement la « maladie de l’étain ». Un avantage supplémentaire serait la suppression de la formation de « whiskers » d’étain. Cependant, l’ajout de ces faibles quantités d’antimoine ou de bismuth aux soudures sans plomb nécessiterait une évaluation approfondie. Même ces faibles ajouts d’éléments d’alliage peuvent modifier considérablement les propriétés d’une soudure.
Joyeuses fêtes !
Dr. Ron
