(Whiskers) Filamentos monocristalinos
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REVISTA DEDICADA AL NÍQUEL Y A SUS APLICACIONES |
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LOS WHISKERS DE ESTAÑO, tal y como estos, pueden formarse espontáneamente sobre superficies recubiertas de
estaño. |
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UNA SOLUCIÓN es recubrir los componentes eléctricos con níquel en lugar de con estaño. |
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LOS CIUCUITOS INTEGRADOS tales como este, son componentes esenciales en las vías de comunicación así como
en los discos duros de las computadoras. |
El níquel es usado como solución para reparar "filamentos monocristalinos (whiskers) de
estaño"
Por Dean Jobb
Revista de Níquel, Marzo 2005 -- El níquel está empleándose para combatir un añejo problema en la industria de la electrónica que se pensaba había sido eliminado tiempo atrás: hebras metálicas tan delgadas como un pelo, que pueden formarse sobre las superficies soldadas, las cuales, ocasionan que los componentes eléctricos fallen o hagan corto circuito.
Estos "whiskers de estaño", como se conocen, son una plaga que han afectado adversamente desde los marcapasos hasta los sistemas de misiles dirigidos, causando pérdidas de millones de dólares en daños. Han llegado a dejar fuera de servicio procesadores centrales de satélites de comunicación, interrupciones en las señales de televisión y radio así como en sistemas de reingreso a la tierra de naves espaciales, las cuales quedan reducidas a chatarra espacial cara.
Los whiskers se pueden formar espontáneamente sobre superficies recubiertas con estaño (también pueden ser de cadmio y zinc), bajo determinadas condiciones ambientales. Pueden aparecer en días o puede pasar una década para que se formen.
La solución típica ha sido agregar plomo a la soldadura, de tal forma que la composición de esta es 40% plomo y 60 % estaño. Sin embargo, con la prohibición del empleo del plomo en los componentes electrónicos para el 2006, la industria de la Unión Europea, China y otros países, está buscando nuevas alternativas.
La Agere Systems de Allentown, Pennsylvania, EE.UU., un proveedor de circuitos integrados para fabricantes de dispositivos de comunicación inalámbricos y de unidades de disco duro de las computadoras, está desarrollando un proceso en el cual las guías de cobre de los componentes electrónicos son recubiertas con una delgada capa de níquel puro antes de aplicar la soldadura.
Mientras que los metalurgistas y científicos discuten el origen de los whiskers de estaño, John Osenbach, un consultor miembro del staff técnico de la compañía, dice que pudieran ser el producto de esfuerzos internos que se crean cuando el cobre se une al estaño.
La solución que propone la Agere es aplicar una capa de níquel puro de 7 décimas de micra de espesor a las conexiones de cobre antes de que sean soldadas a los tableros de circuitos. "El níquel es básicamente una barrera entre el estaño y cobre," dice Osenbach. "Mejora substancialmente la resistencia de los whiskers."
Se emplea una solución de sulfamato de níquel para recubrir las guías de cobre. Una capa más densa proporcionaría un mejor asilamiento entre el cobre y el estaño –"más denso es siempre mejor," dice Osenbach, sin embargo, a menudo las terminales tiene que ser dobladas después de la fabricación y se ha encontrado que las capas más gruesas de níquel se han fracturado debido a la tensión.
Existen alternativas potenciales para el empleo del níquel; la Anoplate Corporation de Syracuse, Nueva York, USA, ha desarrollado una soldadura para la industria electrónica hecha de estaño y bismuto, la cual ha probado se efectiva contra los whiskers de estaño. Otra solución posible es el recocido, esto es, calentar la soldadura y el cobre a una temperatura inferior al punto de fusión del estaño para mejorar el acoplamiento entre metales. Los investigadores, sin embargo, aún están determinando la mejor combinación de temperatura y tiempo de calentamiento.
La International Electronics Manufacturing Initiative, ha emprendido su propia investigación sobre los recubrimientos con níquel y ha corroborado los resultados obtenidos por Agere. Agere agregó un baño de sulfamato de níquel en su línea de producción aproximadamente hace ocho meses, proporcionando una alternativa para los clientes que buscan componentes libres de plomo.
Agere recomienda el recubrimiento con níquel para componentes sin plomo que se estima tengan una vida de operación mayor de diez años. "Es una capa delgada," menciona Osenbach, "pero es una importante capa".
Dean Jobb is a Wolfville, Nova Scotia-based freelance writer.
Crédito de la fotografía: Agere Systems
 Agere Systems |
