Tin Whiskers 101: Part 2: What Causes Them

.Amigos,

Continuamos con nuestra serie sobre los bigotes de estaño. En la última publicación hablamos sobre qué son, en esta hablaremos sobre qué los causa.

La principal causa de los bigotes de estaño son las tensiones por compresión del material. La causa más común de las tensiones es la difusión de cobre en el estaño como se ve en la Figura 1a. Dicha difusión es común cuando se chapa, se funde o se evapora el estaño sobre cobre. El cobre se difunde preferentemente en estaño y eso exacerba la producción de bigotes de estaño.

Figura 1. Algunas causas de los bigotes de estaño

 Otra causa de los bigotes de estaño puede ser cuando se enchapa, funde o evapora estaño sobre un material que tiene un coeficiente de expansión más bajo que el estaño, como la aleación 42 o la cerámica. Cuando la temperatura aumenta, el estaño queda limitado por el coeficiente de expansión más bajo del material. Esta restricción causa tensiones de compresión en el estaño que pueden resultar en la aparición de bigotes de estaño. Consulte la figura 1b.

Causas menos comunes son la corrosión, como se ve en la Figura 1c y las tensiones mecánicas como se ve en la Figura 1d.

Ya que la difusión de cobre es una de las causas más probables de los bigotes de estaño, este mecanismo merece una mayor profundización. La imagen de la izquierda en la Figura 2 representa el mecanismo de difusión del cobre en estaño. El mecanismo es tan fuerte que la difusión del cobre a menudo genera vacíos. Esos vacíos se conocen como vacíos de Kirkendall. La imagen de la derecha en la Figura 2 es un mapa de rayos X de cobre (verde) que se difunde en el estaño (negro).

Figura 2. Cobre difundiéndose en estaño.

Claramente, una forma de minimizar esta causa de crecimiento de bigotes de estaño es evitar que el cobre se difunda en el estaño. En una publicación futura, discutiremos esta y otras técnicas de mitigación de bigotes de estaño. 

Saludos,

Dr. Ron