Tin whiskers (i baffi da stagno)
Eccomi con un altro argomento, parecchio interessante a mio modo di vedere, pertinente il settore dell'elettronica.
Quello dei "tin whiskers" è un fenomeno riscontrato piuttosto recentemente, da quando cioè una normativa europea (RoHS) ha proibito l'uso del piombo nei processi di saldatura dei circuiti elettronici. Proibizione derivante dalla tossicità evidenziata nell'utilizzo del piombo (nonostante tutto ancora molto piombo viene utilizzato per le saldature, soprattutto nel settore hobbystico).

Prima della RoHS i rocchetti di stagno in commercio (purtroppo ancora presenti) erano composti dal 60% di stagno e dal 40% di piombo. Oggi invece esistono essenzialmente due tipi di leghe: Sn 99% / Cu 1% oppure Sn 96,5% / Ag 3,5%.

Nel frattempo l'alta percentuale di stagno nelle saldature ha portato alla comparsa di un fenomeno non ancora indagato a fondo, quello dei cosiddetti tin whiskers o "baffi metallici". Dopo un certo periodo dalle saldature a stagno possono generarsi filamenti di metallo lunghi fino a 10 millimetri che possono risultare fatali all'elettronica dei componenti, creando ponti conduttivi tra due aree che non dovrebbero venire a contatto e portando quindi a cortocircuiti.

Foto al microscopio:
[Immagine: Baffi!.jpg]

Il piombo in passato fungeva da calmiere al fenomeno, visto che apparentemente una lega di stagno contenente il suddetto non genera baffi ad un livello apprezzabile o pericoloso, oltre ad avere un punto di fusione più basso che garantisce una maggiore stabilità di funzionamento per i dispositivi elettronici.

Mi chiedo se voi esperti di chimica abbiate delle possibili spiegazioni per questo fenomeno Rolleyes
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the-rock-91, ClaudioG.
(2011-01-14, 16:50)vixeup Ha scritto: Prima della RoHS i rocchetti di stagno in commercio (purtroppo ancora presenti) erano composti dal 60% di stagno e dal 40% di piombo.

Ecco perchè calcolando la densità di un vecchio filo per saldature mi veniva un valore compreso fra quello dei due metalli! E io che continuavo ad usare quel metallo come se fosse stagno! azz!
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Io ci lavoro in elettronica e mi capita spesso di andare da ditte di montaggi e saldatura di schede che ora sono convertite al nuovo "stagno" e sono tutti incazzati neri. Le saldature durano molto meno e mi sembra che sono garantite per molti meno anni di quelle al piombo.
Il nuovo stagno richiede più temperatura,usura precocemente le punte del saldatore manuale e genera molte più scorie e problemi nelle saldatrici ad onda.
Ci avremo guadagnato un pò in salute (ma non so manco quanto) ma sicuramente per ora è una schifezza e sono tutti concordi.
Fortunatamente la vecchia lega 60/40 si trova ancora e almeno per delle applicazioni e saldature manuali si può usare quella, che fa bestemmiare molto meno.

Interessante questo fenomeno,nessuno me lo aveva spiegato così bene.

Saluti
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(2011-01-14, 16:50)vixeup Ha scritto: Prima della RoHS i rocchetti di stagno in commercio (purtroppo ancora presenti) erano composti dal 60% di stagno e dal 40% di piombo

Confermo!
Ne ho acquistato uno di recente e è ancora una lega, ma aggiungo... per fortuna! Ne ho un altro che penso sia solo stagno e non si riesce a usare!
Del fenomeno non ne avevo finora sentito parlare e non ho nemmeno un idea del perché ci sia, tuttavia adesso che mi hai messo la pulce nell' orecchio proverò ad informarmi.
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Felice di scoprire altri appassionati di elettronica in questo forum Rolleyes
Posso riportarvi la mia esperienza. E' vero che la nuova lega richiede temperature di fusione un poco superiori rispetto a quelle per la lega Sn/Pb, ma io nel mio hobby non ho riscontrato inconvenienti o difficoltà di utilizzo. La vecchia lega richiedeva ca. 185°C per la fusione mentre quella nuova in stagno ca. 220 °C.

Preciso che per i miei piccoli lavori uso un saldatore da 15W della ERSA, mentre per lo stagno si tratta di Sn 99% Cu 1% prodotto dalla Cookson Electronics (diametro 0.75 mm, autosaldante 2,2%). I residui della saldatura (si parla cioè del flussante contenuto nello stagno) sono pochi e non creano inconvenienti. La resistenza delle saldature è inoltre regolare.
Io credo che parecchio dipenda dalla qualità del prodotto e soprattutto da quella del flussante. Certo immagino che a livelli di produzione industriale le cose possano cambiare.

Non ho ancora consumato il mio rocchetto da mezzo chilo, ma vorrei in futuro testare anche la lega Sn 96,5% / Ag 3,5% e fare i confronti. Per il punto di fusione non ci sono differenze rilevanti rispetto alla lega Sn 99% Cu 1%. Cambia però il colore della saldature che mi pare di ricordare sia più scuro.
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scusate la mia ignoranza in materia ma come mai non si usa lo stagno puro? è una sorta di drogaggio per aumentarne la conduttivita?
"Noi vogliamo, per quel fuoco che ci arde nel cervello, tuffarci nell'abisso, inferno o cielo non importa. Giù nell'ignoto per trovarvi del nuovo"

Charles Baudelaire
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(2011-01-18, 10:54)Steel Ha scritto: scusate la mia ignoranza in materia ma come mai non si usa lo stagno puro? è una sorta di drogaggio per aumentarne la conduttivita?

Non ricordo i dettagli ma si tratta di una misura che rende meglio lavorabile lo stagno. Credo infatti che lo stagno puro sarebbe poco malleabile e richiederebbe temperature di fusione ancora maggiori. La conduttività non c'entra.
D'altro canto si deve notare che le nuove saldature in stagno/rame o stagno/argento siano più resistenti delle precedenti stagno/piombo, proprio per la maggiore percentuale di stagno (questo, come già detto, a fronte di una temperatura di fusione più alta).
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Steel
riflettendo un attimo sui dati sembrerebbe essere un problema che è esordito non tanto perchè si è cambiato il metallo a cui viene unito lo stagno nei circuiti ma solo perche ne è aumentata la percentuale! secondo me si dovrebbe vedere, anche home made, se una saldatura in stagno puro generi lo stesso problema, con la stessa velocita e dimensione, delle saldutare con stagno-argento e stagno-rame. Solo dopo si puo dire che la chiava di volta del problema era il piombo prensente nelle saldature e non la percentuale piu bassa di stagno.
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Charles Baudelaire
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(2011-01-18, 16:11)Steel Ha scritto: riflettendo un attimo sui dati sembrerebbe essere un problema che è esordito non tanto perchè si è cambiato il metallo a cui viene unito lo stagno nei circuiti ma solo perche ne è aumentata la percentuale!

E' proprio questo il problema. Come ho spiegato nel primo post, il piombo nella lega precedente faceva da calmiere al fenomeno, mentre con il subentro di una lega di stagno quasi pura esso è "esploso".
Lo stagno puro (non unito a rame o argento) sarebbe ancora più soggetto al fenomeno dei tin whiskers, oltre che inadatto alla saldatura.
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chiedo venia avevo capito che il piombo facesse da calmiere per le sue caratteristiche non per la percentuale :-D
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