Les gens,
Nous poursuivons notre série sur les moustaches d'étain. Dans le dernier article, nous avons expliqué ce qu'elles sont. Dans cet article, nous allons voir ce qui les provoque.
Les moustaches d'étain sont principalement causées par des contraintes de compression dans l'étain. La cause la plus courante de ces contraintes est la diffusion du cuivre dans l'étain, comme le montre la figure 1a. Cette diffusion est fréquente lorsque l'étain est plaqué, fondu ou évaporé sur le cuivre. Le cuivre se diffuse préférentiellement dans l'étain, ce qui exacerbe la production de whiskers d'étain.
Figure 1. Quelques causes des moustaches d'étain
Une autre cause de whiskers d'étain peut se produire lorsque l'étain est plaqué, fondu ou évaporé sur un matériau qui a un coefficient d'expansion inférieur à celui de l'étain, tel que l'alliage 42 ou la céramique. Lorsque la température augmente, l'étain est contraint par le matériau à faible coefficient de dilatation. Cette contrainte provoque des tensions de compression dans l'étain qui peuvent entraîner l'apparition de moustaches d'étain. Voir figure 1b.
Les causes les moins courantes sont la corrosion, comme le montre la figure 1c, et les contraintes mécaniques, comme le montre la figure 1d.
La diffusion du cuivre étant l'une des causes les plus probables des moustaches d'étain, ce mécanisme mérite d'être développé. L'image de gauche de la figure 2 illustre le mécanisme de diffusion du cuivre dans l'étain. Ce mécanisme est si puissant que la diffusion du cuivre laisse souvent des vides dans le cuivre. Ces vides sont appelés vides de Kirkendall. L'image de droite de la figure 2 est une carte aux rayons X du cuivre (vert) diffusant dans l'étain (noir).
Figure 2. Diffusion du cuivre dans l'étain.
Il est clair qu'une façon de minimiser ce type de croissance des whiskers d'étain est d'empêcher la diffusion du cuivre dans l'étain. Dans un prochain article, nous aborderons cette technique ainsi que d'autres techniques de réduction des whiskers d'étain.
Santé,
Dr. Ron
