Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике

Из раздела удивительное рядом .


Практика показывает, что пути поисковиков неисповедимы. Так и в этот раз - собирался всего лишь найти как правильно называется губка для чистки жал паяльника по английски, а в итоге нашел нашел информацию об очень интересном явлении, про которое, к моему удивлению, никогда раньше не слышал.

Внимание привлекло слово whisker в сочетании с solder. Технические словари дают много вариантов перевода, самые близкие по смыслу - нитевидные усы, контактный усик, нитевидный кристалл.

Суть явления: в ряде случаев из припоя и залуженных поверхностей могут вырастать очень тонкие (обычно около 1мкм) и длинные(до 10мм) прямые кристаллы.


(Отредактировано в 2016-11-16 12:20:08)
комментарии ↓
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Явление наблюдается в основном для чистых металлов (олова, цинка) и практически не наблюдается для сплавов со свинцом и самого свинца. Наибольшее интерес явление представляет для случая с чистым оловом, так как его нередко используют для покрытия контактов радиодеталей и как раз таки из него нитевидные кристаллы очень хорошо растут.

Интересным является и тот факт, что доподлинно механизм образования подобных усов до сих пор неизвестен, хотя и существует множество теорий ни одна из них на 100% не подтверждена. Известно, что чаще всего подобные образования появляются на деталях подверженных разного рода напряжениям, источником которых может являться множество причин - сама технология нанесения покрытий, механическое силовое воздействие (например закручивание гаек и болтов прижимающих поверхность с оловянным покрытием), формовка ножек деталей, царапины, термоперепады и т.д.

Как не трудно догадаться, внезапно вырастающие металлические "усы" на электронных контактах - не самое желательное явление. Они могут приводить к различным проблемам. Самое очевидное - замыкание соседних контактов. В случае если протекающий ток через выросший кристалл меньше ~10мА, замыкание остается постоянным. Такие токи свойственны для сигнальных линий. Если ток больше ~10мА, то кристалл плавится и замыкание получается временным, что однако тоже может приводить к проблемам. В силовой технике появление такого кристалла может привести к возникновению дуги, которая может уничтожить оборудование. Кроме того Подобные кристаллы могут приводить к чисто механическим проблемам в микроскопических механизмах, например МЭМС. В добавок проблемы могут появится в оптических устройствах, которые кристаллы могут просто загрязнить.

На фото - реле, предположительно уничтоженное электрической дугой появившейся в результате вырастания кристалла:


Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
А вот и собрат виновника крупным планом в аналогичном реле:


Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
В одной из статей мне попался список случаев выхода техники из строя из-за появления "усов".

-Семнадцатого апреля 2005 года атомная станция Миллстоун в штате Коннектикут прекратила работу по причине короткого замыкания в линии нагнетания пара.

-В 2006 году огромная партия часов Свотч, изготовленных давшей им имя швейцарской фирмой, была изъята из продажи при расчетной стоимости в млрд (500 млн фунтов). В обоих случаях усы олова — микроскопические проростки металла из мест пайки на печатной плате — были объявлены причиной возникновения этих проблем.

-В 1998 году спутник связи Галактика IV вышел из строя всего лишь через пять лет после запуска, и инженеры диагностировали, что его отказ обусловлен усами.

-Американские военные обвиняли эти усы в нарушениях работы систем РЛС F-15 и в сбое траекторий наведения ракет типа Феникс и Патриот.

-В 1986 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США изъяло целый ряд продуктов лидирующих изготовителей по причине тех же самых усов.

Проблема возникновения "усов" не актуальна для свинцовых припоев, которые до недавних пор использовались в подавляющем большинстве случаев и много где используются до сих пор. Однако, в последнее время большинство потребительской техники из соображений защиты окружающей среды (в основном стараниями Европы) собирается с использованием бессвинцовых припоев (в большинстве своем они состоят на > 90% из олова). Эти припои являются головной болью для разработчиков, т.к. даже без "усов" они обладают худшими свойствами, по сравнению со свинцовыми припоями. В первую очередь их температура плавления существенно выше, что приводит к сложностям при пайке и изготовлении деталей, выдерживающих такие температуры. Кроме того они более хрупкие, что приводит к выходу техники из строя, а смачивают контактные поверхности при пайке хуже В связи с этим в ответственной технике, космической, военной, медицинской до сих пор используют свинцовые припои.

Примеры образования "усов":

На контактах SMD конденсатора типоразмера 0805. Конденсатор не был припаян, а был приклеен на токопроводящий клей. Усы выросли после тестирования термоциклированием, однако после этого в течение 6-8 месяцев они выросли еще примерно в два раза уже при комнатной температуре.


Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
На металлической основе переменного воздушного конденсатора:

Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
На штырьках для подключения проводов методом навивки (кстати, считается одним из самых надежных способов подключения проводов и используется в т.ч. в космической технике). Длина усов достаточна для замыкания соседних штырьков.


Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
В разъеме D-SUB, которые до сих пор используются в обычных компьютерах для подключения мониторов, а еще недавно были почти в каждом компьютере в виде COM и LPT портов.


Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
В USB разъемах:

Ailrus 2016-11-16 14:35:35 # Ответить
0
Это "D-SUB", а не USB!
ТС, не позорьтесь!
●●
raftman 2016-11-16 16:30:29 # Ответить
0
Да он там половину подписей к фото провафлил - сместил на шаг.
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
На ножках деталей:

Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Крупным планом с помощью электронного микроскопа:

Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
...

Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Крышках трансформаторов. Изначально производитель делал покрытие этих крышек из оловяно-свинцового сплава, однако, потом из-за международных требований и директивы RoHS перешел к чистому олову, без изменения названия детали и каких либо опвещений потребителей. Однако, один из покупателей заметил изменение внешнего вида крышек и более подробно их исследовал:


Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
....

Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Направляющие для крепления плат в оборудовании. Видно, что иногда кристаллы могут вырастать до впечатляющих длин и замкнуть вывод детали на плате с креплением.


Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Клемма для подсоединения к контактным пластинам:

Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Внутри переменных резисторов. Кстати, подобный случай, похоже, один раз я лично видел на своем приборе. В какой-то момент у меня иногда начали глючить энкодеры на панели управления осциллографом. После разборки и очень долгого изучения проблемы(она проявлялась не постоянно), я все-таки выяснил, что в одном из энкодеров один из контактов иногда замыкался на корпус, а схема и принцип опроса энкодеров были такими, что это приводило к глюкам всех энкодеров сразу. В итоге я выпаял и разобрал тот энкодер, однако был сильно удивлен - от контакта до корпуса внутри везде было большое расстояние - тогда я так и не понял, как там могло получиться замыкание, решил что оно было из-за пыли и налета на пластике. После протирки спиртом всех деталей и сборки обратно все заработало идеально и работает по сей день. Сейчас я почти на 100% уверен, что причина была в подобном кристалле.


Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Еще один потенциометр:

Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Вырастающие кристаллы намного тоньше человеческого волоса и глазами их можно и не увидеть, даже если внимательно рассматривать плату. Не удивительно, что после "пропайки" внешне нормальных контактных площадок на печатной плате, неисправность иногда устраняется - думаю многие с этим сталкивались и, вероятно, в ряде случаев причиной неисправности были как раз оловянные "усы", а вовсе не плохой контакт пайки, как можно было бы подумать.

На мой взгляд, этот эффект в очередной раз показывает, насколько сложна в разработке техника, особенно если речь идет о сложных приборах и механизмах. Насколько сложно сделать, например, космический аппарат, который должен работать много лет без сбоев в космосе, в совершенно диких условиях. Насколько сложно учесть все нюансы, все эффекты и предусмотреть все.

Источники информации:
-Статья на сайте NASA: https://nepp.nasa.gov/WHISKER/background/
-Огромная коллекция фотографий с описаниями и ссылками там же: https://nepp.nasa.gov/WHISKER/photos/index.html (все фотографии в посте взяты отсюда).
-Небольшая статья на русском языке: http://www.tech-e.ru/2008_3_40.php
-И еще одна: http://al-tm.ru/stati/stati-po-mat.-obespecheniyu/.-.
-Варианты перевода термина whisker на русский: http://www.multitran.ru/c/m.exe?CL=1&s= whisker&l1=1

найдено тут http://alex-avr2.livejournal.com/211190.html
adlerm 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
а кроме этой, еще "живые" ссылки есть?
zaebatov 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+8
А я ведь видел подобное дерьмо, на контактах реле, но списал на окисление
КотянСутулыч 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+13
Бессвинцовые припои - короче зло по любому! Либо отваливается вся элементная база к херам либо волосы растут. Короче это специально пролоббировали что бы техника чаще ломалась!
bosso4 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Волосатое олово?
Надо свою технику глянуть...
revun 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Пойду и я на прибор посмотрю
Baalbeckhan 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+7
Фиксики совсем обленились, я смотрю, за порядком не следят, бггг :)

По сабжу - интересно, не знал о таком. Спасибо за познавательный материал.

Блин, придется всю технику разбирать, прочищать парами спирта и собирать обратно. Где ж столько спирта взять, я уж про печень молчу deg.gif
guseniza 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Вот ведь как, век живи - век учись!
Barrel0726 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Надеюсь в авиации применяются припои со свинцом?
Borl 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
Слышал, что американские самолеты во время войны иногда самопроизвольно запускали моторы по причине вырастания усов в выключателях. После чего материал контактов изменили.
●●
bender376 2016-11-16 13:30:14 # Ответить
0
Да не делали контакты никогда в выключателях из олова или чего то такого. Тем более в авиации. Серебро в основном, т.к. умеют самоочищаться. Ну если совсем что-то ответственное, то платина и палладий.
Скорее всего недоработки в схемотехнике (слабая устойчивость к помехам к примеру) приводили к ложным срабатываниям в аппаратуре.
А по теме... Черт его знает, но свойство металла любопытное конечно.

ПРИМа25 Ага, хрустит. И именно кристаллы. А на большом морозе в серую труху рассыпается.
Savarowh 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Блин,занятная штука,даж не думал,интересно а если покрывать спец лаком поверхности? это что,теперь при покупке электроники надо узнавать каким на каком припое сделан монтаж? то то же консультанты из магазов будут рады upset.gif ,теперь дома дербанить всю электронику и зачищать места монтажа? blink.gif правда спутников дома нету)
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Говорят лак эту проблему решает dont.gif
akmaks 2016-11-16 15:05:34 # Ответить
+1
"теперь при покупке электроники надо узнавать каким на каком припое сделан монтаж?"
Не нужно узнавать. Теперь практически только таким дерьмом и "паяют".
Главное, чтоб гарантийный срок отработало. На следующий день должно выйти из строя.
Со свинцом борются, ага-ага... lol.gif
А то что в результате вместо 10 лет работы телевизора, например, нужно "2 по 5" сначала изготовить, потом переработать (если просто на свалку не отвезут) - не аргумент.
Забота об экологии? Ха-ха. "это просто бизнес!"

Да, ТС, подписи к фото у тебя не совпадают.
Fluk 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
Как избавляться то? Металлической щёткой пройтись?
Baalbeckhan 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
В недрах ноутбука, например, я б не советовал :)
fomich1977 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Или лампой паяльной?)
Rompetakones 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+2
Збс, теперь знаю, на что списать свои кривые руки.
maximus20727 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Офигенно! Теперь любые косяки можно списать на неконтролируемый рост кристаллов олова!
RusLandiya 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+3
Сколько лет работаю с микроэлектроникой, а не сталкивался, а точнее не догадывался. А ведь часть отказов могла быть связана с такой фигней.
2112 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+2
Да, сколько крови нам попили эти "усики" о которых даже и не догадывались.
Pa5ha 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
Надо лаком покрывать. Не зря я лаком для ногтей все платы перемазал smile.gif

Советская военная электроника вся лаком залита была.
raftman 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+3
Блин, а чистое олово еще и морозы плохо переносит. Вот же гады, эти борцы за чистоту/лоббисты сраные.
RusLandiya 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+4
Именно. С переходом на бессвинцовые припои статистика отказов подскочила на треть наверное. И хуй че докажешь. Брак пайки и все. moderator.gif
vasya86 2016-11-16 20:05:29 # Ответить
0
вот вот. где-то читал, давным-давно в какой-то стране на спецодежде были пуговицы из олова, и на морозе они крошились. вот из крошинок и получаются такие "усы".
зубной щеткой по плате пройтись, продуть и как сказали выше неплохо будет каким-нибудь лаком покрыть
ajagus 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
Цитата
собирался всего лишь найти как правильно называется губка для чистки жал паяльника по английски

как то увидел на Тайване на нашем заводе, что паяльники не чистят, а обстукивают об картонное кольцо от скотча с прикленным дном. с тех пор мы не используем ни влажные , ни металлические губки.
isvclever 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
А можно поинтересоваться, почему? В чем разница?
Чалдон 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Если припой лишний снять-то это метод древний, в советских радиокружках этому учили, а если жало медное перегрел-то без "спецсредств" не обойтись.
greenled 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Экономия на спичках? Не каждый паяльник такое отношение терпит, т.к. от ударных нагрузок у керамических разбивается нагревательный элемент
Чалдон 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
Никогда о такой фигне не задумывался, а это многое объясняет.
Интересная тема.

Один вопрос возник: для чего знать как называется губка для чистки жал паяльника по английски-он копейки стоит?
АМАЛКЕР 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+5
Олово странный металл.
Бывает еще "оловянная чума", разрушение олова вплоть до превращения в порошок.
Salagin 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
АМАЛКЕР

Поэтому и добавляют свинец. Но нынче же RoHS в тренде. А припои с сурьмой или серебром прям доступные.
Имхо, проблема свинца в бытовой технике раздута, а представленные ТС проблемы решаются или большим шагом между выводами или прогреть после пайки феном.
johnynk

Сопли непрогретым паялом никогда не делал штоле?
ПРИМа25 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+2
USB разъемы какие то 45-саниметровые..
Про олово (чистое) есть еще такая хрень как "оловянная чума", и из-за нее вроде как даже экспедиция Скотта погибла, емкости с керосином разгерметизировались.
Даже не знаю как можно чистое олово использовать в радиотехнике.
Cheburatorrr 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
Про оловянную чуму не знал , любопытно

нагуглил

Первое видео: кусочек белого олова с затравкой из серого олова охлажден до -38°C. Размер клеточки во всех видеороликах - 1 сантиметр. "Оловянная чума" началась примерно через полчаса после охлаждения. Частота съемки - 6 фотографий в час. Видно,что металл увеличивается в объеме, "разбухает" и рассыпается на кусочки.


Для следующего видео, взят более аккуратный брусок олова, проточенный на токарном станке и увеличили частоту съемки примерно в три раза (20 фотографий в час). Это, видео получилось более плавным, смена кадров почти не заметна. Одна секунда видео соответствует одному часу реального времени. На всех видео хорошо видно, что цвет образующегося серого олова действительно серый и хорошо отличим от исходного метала.

На третьем ролике, кусочек олова имеет форму диска. В центр диска поместил затравку, но хорошо видно, что превращение началось сразу в несколких местах образца.
OLEG5572 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
+1
Встречал такую хрень, удивляло что за благородная патина образовалась. Очистить и лачком.
Нанонимно 2016-11-16 12:20:03 # Ответить
0
Вот это засада. Как избавиться-то? Прожаркой?
ПРИМа25 2016-11-16 12:35:13 # Ответить
0
А в Советском Союзе лаком плату заливали (хер отдерешь, эпоксидка какая то) и ничего не росло :)
bulldozerrr 2016-11-16 12:35:13 # Ответить
0
В советском союзе пользовали свинцово-оловянные припои. Которые шубой не обрастают.
●●
johnynk 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
ага, ПОС-80 помню, припой оловяно-свинцовый 80% олова, 20% свинца
Давно связан с пайкой, но блин про кристаллы из олова только узнал... umn.gif
minoro 2016-11-16 12:35:13 # Ответить
0
Я такое не раз видел, но ссылался на намагничевание и прилипание металлической пыли(хз правда от куда)
Уасяжыесть 2016-11-16 12:35:13 # Ответить
0
Так вот зачем видяхи в печке жарят, и они потом работают как ни в чём не бывало! Сраные усы во всём виноваты!

Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
ubnt 2016-11-16 12:35:13 # Ответить
0
<<<<это что,теперь при покупке электроники надо узнавать каким на каком припое сделан монтаж? >>>>>

с 2006 года весь монтаж делается бессвинцовым припоем ( погуглите RohS )
заботятся о нашем здоровье ( сарказм ) .
Terranz2 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
а вот как разрастаются протезы - аналогично этим усам электронным
Камчадал 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
Спасибо. Познавательно.
Когда меня в очередной раз начнут ебать за отказ по РЭО я эти маслопупам как загну про оловянные усы они точно охуеют. Правда припои у нас все марки ПОС. Я им однажды загнул про динатронный эффект в лампах так у них чуть глаза на лоб не вылезли, но от меня отстали.
ПРИМа25 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
Можешь еще про тиристорный эффект задвинуть.
●●
Камчадал 2016-11-16 13:30:14 # Ответить
0
Ну в космос мы не летаем, а микросхем с несколькими питаниями у нас не используются, т.е. могут меня раскусить cool.gif . Хотя это же маслопупы. Откуда им знать.
●●●
ПРИМа25 2016-11-16 14:05:24 # Ответить
+1
Извиняюсь за офтоп : тиристорный эффект возникает при включении- выключении у КМОП схем.
У меня одно время 537ру10(если память не изменяет lol.gif ) пачками вылетали.
Вроде всё норм, включаешь питание - процессор не запускается.
Трогаешь ОЗУ - пальцы аж шипят.
Вырубаешь, охлаждаешь, снова включаешь - всё заработало. Не всегда, иногда выгорала.
Даже думали делать схему аварийного сброса питания при "неправильном" включении, ага cool.gif
●●●●
Камчадал 2016-11-16 14:05:24 # Ответить
0
И ещё при воздействии радиации, например космической, при нахождении объекта в радиационном поле которое вокруг земли, там спутники не летают и при пролёте этого поля до вывода на орбиту БРЭО не включают именно из-за этого тиристорного эффекта.
●●●
bulldozerrr 2016-11-16 15:30:29 # Ответить
0
Не маслопупы, а короли говна и пара.
●●●●
Камчадал 2016-11-16 15:30:29 # Ответить
0
Это сантехников так называют. А в авиации специалистов по СД ( самолёт и двигатель ) называют маслопузами.
●●●●●
bulldozerrr 2016-11-16 18:00:24 # Ответить
0
Во флоте так называют трюмных и вообще механцов.
Думал, раз камчадал, то флотский. А ты авиатор выходит.
ПРИМа25 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
Вспомнил что 556РТ4 после прожога тоже жарили в печке.
Правда, там перемычки вроде никель-титановые, но тоже имели свойство восстанавливаться.
Возможно, для "сглаживания" зон откуда может начать расти кристалл?

У меня был пруток чистого олова, у нас на плавзаводе делали такое, так оно очень слышно "хрустело" при изгибании. Кристаллы разрушались наверное cool.gif
bender376 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
+1
Неспроста в совдепии платы покрывали лаком, а ответственные контакты серебром и золотом dont.gif
FruitCake 2016-11-16 13:05:24 # Ответить
0
влияет скорее всего магнитное поле и то что металлы мягкие, и как видно фото, на деталях где имеется место сильные токи, разрастается больше всего
futureman2 2016-11-16 13:30:14 # Ответить
0
спиртом протирали контакты не зря однако.
Эклиптика 2016-11-16 13:30:14 # Ответить
0
Лаком может покрывать? но всеравно не понятно как они вырастают...
raftman 2016-11-16 13:30:14 # Ответить
0
Чего непонятного? Свободно-летающие атомы олова садятся в самое удобное место с т.зрения потенциальной энергии, так и растёт кристалл. Значит есть на плате место, где происходит эмиссия атомов олова с пайки.
●●
akmaks 2016-11-16 15:05:34 # Ответить
0
Олово - вообще странный металл.
На морозе способно самопроизвольно превращаться в "серое олово", порошкообразное.
Называли это явление "оловянная чума". Так экспедиция в антарктике погибла - у них керосин был в запаянных оловом жестянках.
Достаточно одной крупинки "заболевшего" олова, от неё "заражается" "здоровое" dont.gif

Хлорид олова - вообще жидкость! Летучая!
Кстати, самый лучший флюс для пайки железяк - смывать не надо, сам испарится lol.gif
Вот и растут эти "усы" из "газовой фазы". (это термин из технологии кристаллов)
akmaks 2016-11-16 15:05:34 # Ответить
0
Лаком покрывать "неэкологично", а главное - ДОРОЖЕ! lol.gif
Kostyan58 2016-11-16 14:05:24 # Ответить
+1
Обещали же О-О-ОЧЕНЬ холодную зиму, вот и утепляется.... rusdeg.gif
dx69 2016-11-16 14:05:24 # Ответить
0
феном под 200 пройтись по всей плате дело минутное.....

думаете "отвал БГА" отчего попёр? ..из за безсвинцовки..

чертовы капиталисты с их копроэкономикой .......черти
Salagin 2016-11-16 16:00:29 # Ответить
0
dx69

В основном, из за искривления платы (ну и олово не очень пластично, по сравнению со свинцом), чип греется - текстолит искривляется, а если это сокет проца, притянутый зажимами кулера, то вообще легко. Платы даже в профиль было видно, что в районе сокета проца текстолит просел. При PGA такой херни не было ©
Кварц 2016-11-16 14:05:24 # Ответить
0
Не зря в Союзе спирт выдавали для протирки оборудования!!

Оловянные нитевидные кристаллы в электронной технике
ichthyandr 2016-11-16 14:35:35 # Ответить
0
Сия новость не нова, об этом еще писали в журнале Микроэлектроника в далеких 80-х годах
speedys 2016-11-16 14:35:35 # Ответить
0
хех, не знал. А сколько случаев было, когда электроника непонятно себя ведет на ровном месте, а после пропайки некоторых мест с особо плотной посадкой элементов все вдруг начинало работать в штатном режиме. Вот значит в чем причина.

А по поводу припоев: бессвинцовые припои — зло! gigi.gif
JBr1968 2016-11-16 15:30:29 # Ответить
0
Ничто не ново под Луной.Читал об этом явлении в конце 80-х.В журнале "Наука и жизнь", скорее всего.Усы эти назывались дендритами.Я тогда в техникуме учился, эксплуатация и ремонт ЭВМ, запомнил.Потом, уже позже, коллегам рассказывал, не очень то верили.
ACKEP 2016-11-16 16:00:29 # Ответить
0
Мы когда студентами были как-то раз забыли котлеты в холодильник убрать. Так на них на следующее утро тоже вот такая мохнатая херня выросла. Мы ведь не знали, подумали это плесень. А оно вон как - нитевидные кристаллы!!!
AVIcrak 2016-11-16 18:00:24 # Ответить
+1
Безсвирцовый припой - очень гадкая вещь в ремонте.
Изначально существует в виде пасты: флюс полимеризатор наполнитель (блеск) само олово в виде пыли секретные добавки.

При изготовлении этой каши - тратится химии в 100 раз больше веса готового продукта, это в первую очередь кислоты и щелочи.

При выгорании полимизатора - выделяется столько канцерогенов - что подопытные мыши все на пяти ногах да с двумя головами.

Наполнитель - тот самый блеск, тонкая корочка из пластика!!! которая силами поверхостного натяжения выравнивает поверхность, от чего она становится блестящей и красивой. И это-же свойство припоя делает надгробные плиты - поднимает смд резисторы вертикально, как надгробье. (пайка к одному контакту). Чтобы избавиться от этого явления -резисторы приклеивают.

После пайки - пятно контакта меди с оловом успешно деградирует при отрицательных температурах. Олово превращается в труху. Чтобы этого избежать - плату лудят покрывают серебром или золотом (гальваника).

Первая точка плавления - 160С, в этот момент быстро выгорает пластификатор - припой буквально собирается в капельку на контактах.
Вторая точка плавления 180С, в этот момент флюс и наполнитель начинают воздействовать на припой на микро уровне. Физически он не может плавиться при таких температурах. Но присутствие флюса и наполнителя - позволяет сомкнутся микроструктурам олова в виде пыли - в более или мение похожее на жидкое состояние. Но сама структура ещё рыхлая.

На последней стадии дожига 180С - блеск делает свое дело. Стягивает структуру, уплотняет её, делает намного крепче чем простое олово.


А теперь бонус блять.
После остывания - для расплавления припоя требуется температура в 520С.
iannovak 2016-11-16 19:00:08 # Ответить
0
Внесу свои пять копеек.
Вискерсы или усы суть, образование интерметалилдов олова при контакте чистого олова и меди - бессвинцовое покрытие.
Про сам механизм образования известно уже давно и во всех деталях, кому интересно, нагуглить можно элементарно.

От бессвинцовых покрытий сейчас не уйти, поскольку современная элементная база и особенно bga компоненты предполагают наличие хорошей планарности контактных площадок. Можно конечно и по плате покрытой ГорПОС паять, но это изврат имхо.

Выбор самих покрытий небольшой иммерсионное олово/золото/серебро ну и osp - органическое защитное покрытие, последнее используют при производстве ширпотребной дешевой электроники типа всяких китайских "мафунов" итд. из первых трех самые ходовые это золото и олово.

С золотом проблемм много больше чем с оловом, его надо уметь паять раз и дефект черных контактных площадок это приговор плате поскольку золото является в данном случае лишь защитной пленкой для химически осажденного никеля который очень быстро окисляется на воздухе - чернеет.

Олово так же является защитной пленкой но уже для меди, таким образом в случае с золотом пайка идет по никелю, а в случае с оловом по меди, само же покрытие которое имеет толщину всего 0,1мкм полностью переходит в припой, а вот теперь переходим к главному.

Как я уже сказал выше образование усов это образование интерметалидов при контакте олова и меди. Качественные покрытие предполагают двухстадийный процесс при котором сначала на поверхность меди высаживается органическое защитное покрытие и только потом олово.

Промежуточное покрытие препятствует процессу образования вискерсов полностью. Суть в том, что такой процесс, вернее конкретные компоненты по стоимости в разы дороже того же золота, поэтому для экономии чаще используют "китайское олово" нанесение контактным методом олова непосредственно на медь. Тут помимо вискерсов есть еще один прикол, плату в той же печи групповой пайки можно прогнать 1 - 2 раза, после чего запаять что либо еще нереально, припой тупо не прицепится (привет навесному монтажу).

Таким образом ничего страшного в бессвинце нет, однако надо признать что в космической технике по прежнему применяется золото по принципу лучше перебздеть чем недобздеть:)))

И в качестве p.s. Основной вопрос остается к качеству припоев, они должны быть качественными и способу покрытия выводов деталей если покрытие некачественное то можно ждать образование усов и других приколов. И конечно же это финишная обработка лаками или поливоском/гммавоском готового печатного узла.

Если вкратце, то как то так :)))
Buffaldino 2016-11-16 20:05:29 # Ответить
0
По ходу дела из-за этой хери у нас в больничке палатный рентген BMI и коротнуло с матери на корпусину в районе диодного моста на 18 вольт.
LiamWix 2016-11-16 20:35:08 # Ответить
0
крутой пост, спасибо! образцовый просто!
не новичок, вроде, а не знал о таком явлении. завтра почитаю источники.
© Hodor 2009 – 2016
Пользовательское соглашение
Правила
Яндекс.Метрика