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El mejor estaño para electronica

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Un fenómeno poco conocido llamado “bigote de estaño” ha provocado recientemente la retirada de muchos modelos de marcapasos. Este incidente reveló que los bigotes de estaño son una amenaza general para todos los usuarios de dispositivos médicos y fabricantes que implementan circuitos electrónicos. Los trabajadores de campo tendrían que educarse a sí mismos y a los proveedores para evitar posibles problemas. Al explicar los problemas, las causas y los remedios asociados con los bigotes de estaño, esta guía pretende ayudar en este esfuerzo.
Los bigotes de estaño son filamentos de metal que crecen del estaño. Son extremadamente delgados, normalmente de 1 a 2 mm, y crecen como cristales únicos de estaño que son lisos, retorcidos o en espiral. Hasta que se queman, alcanzan una longitud de 9mm (3/8′) y sostienen 10mA de corriente. La resistencia eléctrica de un bigote de estaño de 3mm (1/8′) de largo es de aproximadamente 50 ohmios. Los bigotes son una amenaza para los circuitos electrónicos debido a su capacidad de transporte de corriente y su baja resistencia eléctrica.
En 1951, se identificó el potencial de los bigotes de estaño para desencadenar problemas con los circuitos electrónicos. Debido a su capacidad de provocar cortocircuitos en circuitos electrónicos muy cercanos, algunos fallos repentinos y problemas esporádicos se asociaron a los bigotes de estaño. Se descubrió que los bigotes crecían a través de las conexiones de los circuitos y se liberaban y se alojaban a través de los circuitos debido a su existencia delgada y frágil. Se iniciaron investigaciones sobre medidas preventivas, pero debido a la compleja naturaleza del crecimiento de los bigotes de estaño, las soluciones evolucionaron lentamente.

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A fin de mejorar la fiabilidad de las interconexiones de soldadura degradadas por la transición a la tecnología sin plomo, este proyecto proporcionará los datos y las mediciones de materiales necesarios. Se calcula, en particular, el estado de tensión de compresión y la respuesta de fluencia localizada (desarrollo de bigote) de los electrodepósitos sin plomo a base de estaño. Estos métodos de medición y datos serán utilizados por la industria para ajustar las condiciones de procesamiento a fin de evitar que se desarrollen bigote de estaño.
En la industria electrónica, el estaño se utiliza comúnmente como revestimiento porque ofrece una soldabilidad, ductilidad, conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión sobresalientes. Desafortunadamente, los bigotes de estaño de los electrodepósitos de estaño puro y los componentes eléctricos de cortocircuito finamente inclinados también se desarrollan espontáneamente. Si se añade un pequeño porcentaje de plomo se inhibe el crecimiento de los batidores, pero las cuestiones ambientales han dado lugar a una demanda de acabados de superficie sin plomo (sin Pb) y una demanda conexa de estrategias para la mitigación de los batidores.
Para el crecimiento de los bigotes, se requieren dos condiciones en el revestimiento de estaño, pero no son requisitos apropiados. En segundo lugar, debe haber tensión de compresión en la película. En segundo lugar, deben impedirse los procesos de relajación de energía como el crecimiento de los granos y la recristalización, por ejemplo, la fijación de los límites de los granos. Estamos explorando una variedad de estrategias para prevenir el desarrollo de los batidores de estaño, incluyendo la remoción por técnicas de deposición por pulsos de la forma de grano columnar y la supresión de la reacción intermetálica del estaño con el sustrato. Esta microestructura interna ha sido revelada por nuestra molienda de haz de iones centrados (FIB). También hemos desarrollado modelos de acumulación de tensión y relajación, que permiten interpretar las mediciones de tensión de los rayos X y del haz en voladizo, así como una explicación coherente del crecimiento de los batidores.

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Lo más destacado: ⁇ Se describe el proceso de migración electroquímica del estaño en la electrónica. Se presentan ejemplos de experimentos en diferentes condiciones. El electrolito contiene altos gradientes de pH entre los terminales del electrodo. La estabilidad en los dominios de pH de las especies de estaño es esencial para el desarrollo de las dendritas de estaño. La migración es una interacción entre la dinámica de respuesta de la solución y los contaminantes iónicos. – Resumen: La migración electroquímica (MEC) del estaño puede conducir al crecimiento de la estructura dendrítica del depósito metálico de cátodo a ánodo. Tal crecimiento puede dar lugar a cortocircuitos de electrodos sesgados en la electrónica, lo que puede llevar a un fallo intermitente o total de un dispositivo electrónico. Los aspectos mecánicos de la MEC de estaño se exploran en profundidad en este documento, utilizando efectos experimentales en la MEC de estaño en diferentes condiciones y variando los posibles sesgos. Los efectos de la formación de electrodos de los cambios locales de pH y los hallazgos de los experimentos se combinan con la estabilidad termodinámica de las especies de estaño, como se muestra en el diagrama de Pourbaix.

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El estaño es un metal que es suave, blanco plateado, muy ligero y rápido de fundir. El estaño se utiliza raramente como metal puro porque es demasiado blando; en su lugar se mezcla con otros metales para producir aleaciones que tienen las muchas propiedades beneficiosas del estaño. Ambos tienen un bajo grado de toxicidad y una gran resistencia a la corrosión. El estaño es a la vez maleable (fácil de prensar y dar forma sin romperse) y dúctil (fácil de formar sin romperse) (capaz de ser estirado sin desgarrarse).
El estaño se extrae más comúnmente de la casiterita, un mineral que consiste en alrededor del 80 por ciento de estaño. Como consecuencia de la erosión de los cuerpos de mineral que contienen el metal, la mayor parte del estaño se encuentra en depósitos aluviales, lechos de ríos y antiguos lechos de ríos. Actualmente, China e Indonesia son los principales productores del mundo. El estaño se funde con carbono a temperaturas de hasta 1370°C (2500°F) para producir estaño y gas CO2 de baja pureza. A través de la ebullición, la licuación o los procesos electrolíticos, se procesa hasta obtener estaño metálico de alta pureza (> 99 por ciento).
Es posible datar el uso de las aleaciones de estaño en varios años. En lugares desde el actual Egipto hasta China, se han encontrado artefactos de bronce (el bronce es una aleación de cobre y estaño), incluyendo hachas, espejos y hoces. Para fabricar hervidores, ollas, tazas y platos de peltre, el estaño también fue aleado con plomo durante cientos de años. Hoy en día, el peltre está hecho de estaño, antimonio y aleación de cobalto, que es consciente de los efectos nocivos del plomo para la salud.

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