Barbe d'étain 4e partie : Atténuation

Les amis,

Dans le dernier article sur la barbe d'étain, nous avons discuté de la détection. Dans cet article, nous aborderons la question de l'atténuation. Les contraintes de compression étant l'une des principales causes de la barbe d'étain, la réduction de ces contraintes permettra de limiter leur formation. Il y a plusieurs approches pour réaliser cette réduction de la contrainte de compression. La première est d'établir un processus qui produit une finition mate par opposition à une finition brillante d’étain. L'expérience a montré qu'une finition d'étain satinée ou mate, dont les grains sont plus gros, présente des contraintes de compression internes plus faibles qu'une finition brillante d'étain. Des études ont montré que le fait d'éviter une finition brillante d’étain peut à elle seule réduire la formation de barbe d'étain d'un facteur supérieur à dix. Des couches d'étain plus épaisses réduiront souvent les contraintes de compression.

Étant donné qu'une source majeure des contraintes de compression dans l'étain est due à la diffusion du cuivre dans l'étain, minimiser cette diffusion réduira considérablement la formation de barbe d'étain. Une approche éprouvée pour minimiser la diffusion du cuivre est d'avoir une bavure de nickel entre le cuivre et l'étain. Comme le nickel ne se diffuse pas facilement dans l'étain après la formation initiale d'un intermétallique, la formation de barbe d'étain peut être pratiquement éliminée dans de nombreux cas.

L'ajout de bismuth à l'étain, en petites quantités, peut également réduire la formation de barbe d'étain. La solution solide de bismuth renforce l'étain. Ce renforcement permet souvent de réduire la formation de barbe d'étain.

Une autre approche d'atténuation est l'utilisation de revêtements. Des acryliques, des époxys, des uréthanes, des verres de silicate alcalin et du parylène C ont été utilisés. Le parylène C semble être le plus prometteur.

Il arrive souvent que de la barbe d'étain pénètre le revêtement, comme le montre la figure 1.  Cependant, pour constituer un risque de fiabilité, il doit pénétrer dans un second revêtement.

Figure 1. Une barbe d'étain sur le point de pénétrer dans un revêtement polymère. Source : Dr. Chris Hunt, NPL.

Cette situation est presque impossible car la barbe d'étain est fragile et se déforme lorsqu'elle essaie de pénétrer dans la deuxième couche du revêtement. Voir Figure 2. Les revêtements peuvent donc être une approche très efficace pour atténuer la barbe d'étain.

Figure 2. Pour poser un problème de fiabilité, la barbe d'étain doit pénétrer deux revêtements de protection.

Le prochain et dernier article sur la barbe d’étain portera sur l'utilisation de FMEA (failure modes and effects analysis = analyse des modes de défaillance et de leurs effets) pour développer une stratégie de réduction de la barbe d'étain.

Merci,

Docteur Ron