Barbe d’étain 101 : C’est quoi ?

Les amis,

La barbe d'étain est constituée de très fins filaments ou moustaches d'étain qui se forment à la surface de l'étain. Voir Figure 1. Elles résultent de la libération de contraintes dans l'étain. La barbe d'étain est un phénomène surprenant lorsqu'on la rencontre pour la première fois, car leur formation ne semble pas intuitive.

Figure 1. Remarquez à quel point une barbe d'étain peut être fine par rapport à un cheveu humain. L’image provient de la page Web Tin Whisker de la NASA

Elles sont préoccupantes, car elles peuvent provoquer des courts-circuits électriques ou des courts-circuits intermittents en constituant une liaison fusible. Le plomb contenu dans la soudure étain-plomb supprime considérablement la croissance de la barbe d'étain. Par conséquent, avec l'avènement des soudures sans plomb, il est légitime de s'inquiéter de la diminution de la fiabilité due à la croissance des barbes d'étain dans l'électronique.

Les barbes d'étain peuvent varier en longueur et en largeur, comme le montre la figure 2. Notez que seulement 10 % d'entre elles ont une longueur de 1000 microns (1 mm). Cette longueur et ce taux de survenue sont de nature à poser de nombreux problèmes de fiabilité.

Figure 2. Longueur et largeur de quelques barbes d'étain. Source : page Web de la NASA sur les barbes d'étain.

Au cours des prochaines semaines, je prévois de publier des articles sur la formation de la barbe d'étain et les stratégies permettant de les atténuer. La plupart des informations que je publierai proviennent d'un document que j'ai présenté avec Annaka Balch au SMTA PanPac 2019.

La NASA a une excellente page Web qui fournit de nombreuses informations sur la barbe d'étain et constitue une source pour les défaillances critiques passées causées par la barbe d'étain.

Merci,

Docteur Ron