A falta de preocupação com a praga de estanho como um problema de fiabilidade em produtos de missão crítica ainda é difícil de compreender

Pessoal,

O meu post recente sobre os «whiskers» de estanho fez-me lembrar a «praga do estanho». Tenho de admitir que, apesar de todas as preocupações legítimas em termos de fiabilidade relacionadas com os «whiskers» de estanho, me surpreende que não tenha havido praticamente nenhuma preocupação semelhante relativamente aos riscos da «praga do estanho».

É certo que a «praga do estanho» é muito mais rara do que os «bigodes de estanho». Embora muitos se queixem de que não compreendemos os «bigodes de estanho», conseguimos criá-los facilmente e fazer com que a grande maioria deles desapareça. Por outro lado, já se demonstrou que é muito difícil criar a «praga do estanho».

Para quem quiser relembrar o que é a «praga do estanho», consulte esta publicação no blogue ouo meu artigo de revisão«Tin Pest: Elusive Threat in Lead-Free Soldering?» (A «praga do estanho»: uma ameaça difícil de detetar na soldadura sem chumbo?), publicado no *Journal of Failure Analysis and Prevention*, volume 10, número 6, dezembro de 2010, pp. 437-443 (7).

A «praga do estanho» resulta de uma transformação alotrópica do estanho da sua fase beta (estanho branco ou normal) para a sua fase alfa (estanho cinzento) a temperaturas inferiores^{a 13 °C}. Esta transformação é acompanhada por uma alteração na densidade, que passa de 7,31^g/cm² para 5,77^g/cm². A redução da densidade faz com que o estanho se expanda, destruindo assim a estrutura do objeto original de estanho ou da junta de solda, como se pode ver na figura abaixo.

Sendo a «praga do estanho» tão rara, por que razão me preocupo com ela como um risco para a fiabilidade? Com milhares de milhões de juntas de solda em placas de circuito de missão crítica expostas ao frio durante muitos anos, parece inevitável que se forme alguma «praga do estanho». O efeito do frio é cumulativo, não se reverte quando o tempo fica mais quente. As aplicações que correm maior risco seriam os automóveis, as torres de telemóvel e o equipamento militar.

Não me surpreenderia que, com as medidas típicas de mitigação dos «whiskers» de estanho, essa «praga» do estanho não mitigada pudesse ser mais comum.

Qual é a solução? Ao adicionar cerca de 0,5% de antimónio ou 2% de bismuto à solda sem chumbo, é possível eliminar praticamente a «praga do estanho». Uma vantagem adicional seria a supressão da formação de «bigodes de estanho». No entanto, a adição mesmo destas pequenas quantidades de antimónio ou bismuto às soldas sem chumbo exigiria uma avaliação minuciosa. Mesmo estas pequenas adições de elementos de liga podem alterar drasticamente as propriedades de uma solda.

Boas Festas!

Dr. Ron