Bigotes de estaño IV: Mitigación

Amigos,

En la última publicación sobre los bigotes de estaño, hablamos sobre su detección. En esta publicación, cubriremos el tema de la mitigación. Dado que las tensiones de compresión son una de las causas principales de los bigotes de estaño, minimizar estas tensiones ayudará a mitigar su formación. Hay varios enfoques para lograr la reducción de esta tensión de compresión. El primero es establecer un proceso que produzca un acabado mate en lugar de un acabado de estaño brillante. La experiencia ha demostrado que un acabado de estaño satinado o mate, con tamaños de grano más grandes, tiene tensiones de compresión internas más bajas que un acabado de estaño brillante. Los estudios han demostrado que evitar un acabado de estaño brillante por sí solo puede reducir la formación de bigotes de estaño por más de un factor de diez. Las capas de estaño más gruesas a menudo reducirán las tensiones de compresión.

Dado que una fuente importante de las tensiones de compresión en el estaño se debe a la difusión de cobre en el estaño, minimizar esta difusión también reducirá significativamente la formación de los bigotes. Un enfoque comprobado para minimizar la difusión del cobre es tener una capa delgada de níquel entre el cobre y el estaño. Dado que el níquel no se difunde fácilmente en el estaño después de la formación intermetálica inicial, puede eliminarse la formación de bigotes de estaño en muchos casos.

Agregar bismuto al estaño, en pequeñas cantidades, también puede reducir la formación de los bigotes. La solución sólida de bismuto fortalece el estaño. Este fortalecimiento a menudo reducirá la formación de bigotes.

Otro enfoque de mitigación es el uso de recubrimientos. Se han utilizado acrílicos, epoxis, uretanos, vidrios de silicato alcalino y parileno C. El parileno C parece ser el más prometedor.

A menudo, un bigote de estaño penetrará en el recubrimiento como se ve en la Figura 1. Sin embargo, para que sea un riesgo de fiabilidad, deberá penetrar en un segundo recubrimiento.

Figura 1. Un bigote de estaño a punto de penetrar un recubrimiento de polímero. Fuente: Dr. Chris Hunt, NPL.

Esta situación es casi imposible ya que el bigote de estaño es frágil y se doblará a medida que intente penetrar la segunda capa de recubrimiento. Ver Figura 2. Por lo tanto, los recubrimientos pueden ser un enfoque de mitigación de bigotes de estaño muy efectivo.

Figura 2. Para que sea un problema de confiabilidad, un bigote de estaño debe penetrar dos recubrimientos protectores.

La siguiente y última publicación sobre bigotes de estaño será sobre el uso de FMEA (análisis  modos de falla y de efectos) para desarrollar una estrategia de reducción de bigotes de estaño.

Saludos,

Dr. Ron