Das Einmaleins von Zinn-Whiskern: Was ist das?

Leute,

Zinn-Whisker sind sehr feine Fäden aus Zinn, die sich ausgehend von der Oberfläche des Zinns bilden. Siehe Abbildung 1. Sie sind das Ergebnis eines Spannungsabbaus im Zinn. Zinn-Whisker sind ein Phänomen, das bei der ersten Begegnung mit ihnen überrascht, da sie sich wie aus dem Nichts zu bilden scheinen.

Abbildung 1. Man beachte, wie dünn ein Zinn-Whisker im Vergleich zu einem menschlichen Haar sein kann. Das Bild stammt von der NASA Tin Whisker Website

Sie sind Anlass zur Sorge, da sie als schmelzbare Verbindung elektrische oder intermittierende Kurzschlüsse verursachen können. Das Blei im Zinn-Blei-Lot unterdrückt das Wachstum von Zinn-Whiskern erheblich. Daher besteht mit dem Aufkommen bleifreier Lote die begründete Sorge, dass die Zuverlässigkeit durch das Wachstum von Zinn-Whiskern in der Elektronik abnimmt.

Zinn-Whisker können in Länge und Breite variieren, wie in Abbildung 2 zu sehen ist. Man beachte, dass nur etwa 10 % eine Länge von 1000 Mikrometern (1 mm) erreichen. Diese Länge und die Häufigkeit des Auftretens sind jedoch so groß, dass sie viele Probleme mit der Zuverlässigkeit verursachen.

Abbildung 2. Länge und Breite einiger Zinn-Whisker. Die Quelle ist ebenfalls die NASA Tin Whisker Website.

In den nächsten Wochen werde ich schildern, wie sich Zinn-Whisker bilden und welche Strategien es gibt, um dieses Problem zu beheben. Die meisten der Informationen, die ich veröffentlichen werde, stammen aus einem Vortrag, den ich zusammen mit Annaka Balch auf der SMTA PanPac 2019 gehalten habe.

Die NASA hat eine ausgezeichnete Website mit vielen Informationen über Zinn-Whisker und kritischen Ausfälle in der Vergangenheit, die durch Zinnwhisker verursacht wurden.

Danke,

Dr. Ron