Pessoal,
No último artigo sobre os «whiskers» de estanho, abordámos a deteção. Neste artigo, iremos abordar a mitigação. Uma vez que as tensões de compressão são uma das principais causas dos «whiskers» de estanho, minimizar essas tensões ajudará a mitigar a formação dos mesmos. Existem várias abordagens para conseguir essa redução das tensões de compressão. A primeira consiste em estabelecer um processo que produza um acabamento mate, em vez de um acabamento brilhante de estanho. A experiência tem demonstrado que um acabamento de estanho acetinado ou mate, que apresenta grãos de maior dimensão, tem tensões compressivas internas mais baixas do que um acabamento de estanho brilhante. Estudos demonstraram que o simples facto de evitar um acabamento de estanho brilhante pode reduzir a formação de «whiskers» de estanho em mais de dez vezes. Camadas de estanho mais espessas reduzem frequentemente as tensões compressivas.
Uma vez que uma das principais fontes das tensões de compressão no estanho se deve à difusão do cobre para o estanho, minimizar essa difusão reduzirá significativamente a formação de whiskers de estanho. Uma abordagem comprovada para minimizar a difusão do cobre consiste em colocar uma camada fina de níquel entre o cobre e o estanho. Uma vez que o níquel não se difunde facilmente para o estanho após a formação inicial da liga intermetálica, a formação de whiskers de estanho pode ser praticamente eliminada em muitos casos.
A adição de bismuto ao estanho, em pequenas quantidades, também pode reduzir a formação de whiskers de estanho. A solução sólida de bismuto reforça o estanho. Este reforço reduz frequentemente a formação de whiskers de estanho.
Outra abordagem de mitigação consiste na utilização de revestimentos. Têm sido utilizados acrílicos, epóxis, uretanos, vidros de silicato alcalino e parileno C. O parileno C parece ser o mais promissor.
Muitas vezes, um «whisker» de estanho penetra no revestimento, como se pode ver na Figura 1. No entanto, para constituir um risco para a fiabilidade, tem de penetrar num segundo revestimento.
Figura 1. Um cristal de estanho prestes a penetrar num revestimento de polímero. Fonte: Dr. Chris Hunt, NPL.
Esta situação é praticamente impossível, uma vez que o cristal de estanho é frágil e irá dobrar-se ao tentar penetrar na segunda camada de revestimento. Ver Figura 2. Assim, os revestimentos podem constituir uma abordagem muito eficaz para mitigar a formação de cristais de estanho.
Figura 2. Para constituir um problema de fiabilidade, um cristal de estanho tem de penetrar em dois revestimentos protetores.
O próximo e último post sobre os batedores de estanho será sobre a utilização da FMEA (análise dos modos de falha e dos efeitos) para desenvolver uma estratégia de redução dos batedores de estanho.
Saúde,
Dr. Ron
