Оловянный припой не хочет лысеть
|
В Американском национальном институте стандартов (NIST) ищут способ создания экологически безопасного припоя, наносимого электролитическим методом. Это необходимо для продолжения поставок американской электроники в страны Евросоюза.
Под давлением экологических организаций Европейский союз принял решение запретить постави и продажу электроники, в которой используется припой с добавлением свинца и еще пяти экологически вредных примесей. Запрет вступает в силу с июля 2006 года. В Соединенных Штатах такого ограничения пока нет, но, если производители сами не перейдут на использование экологически чистого припоя, их продукция просто не сможет попасть на европейский рынок.
Однако отказ от свинцовых добавок в оловянный припой сопряжен с одной серьезной технической трудностью. Дело в том, что гальванические покрытия из чистого олова имеют свойство неожиданно порождать бугорки и даже длинные тонкие металлические волокна (whiskers), которые иногда могут достигать нескольких миллиметров в длину. Это может приводить к коротким замыканиям в электроники и нарушать ее работу. В то же время припой с добавлением свинца таким свойством не обладает. Собственно говоря, свинец и стали добавлять в припой как раз для того, чтобы избежать образования волокон.
Таким образом, перед американской электронной промышленностью остро встал вопрос о разработке новых методов борьбы с металлическими волокнами, появляющимися в оловянном припое. Как удалось выяснить исследователям из NIST, волокна возникают только в том случае, когда границы между отдельными зернами металлического припоя располагаются вертикально (перпендикулярно к поверхности). Если же добиться, чтобы границы шли горизонтально, то образуются только бугорки. Примесь меди, на которую наносится припой, приводит к устойчивому образованию вертикальных структур и порождает очень длинные волокна. В то же время свинец делает границы между кристаллами припоя хаотическими и полностью избавляет и от волокон, и от бугров.
Пока найти способ полностью избавиться от волокон и бугорков на припое без свинца не удается, говорится в пресс-релизе NIST. Однако исследователи возлагают большие надежды на изменения в технологии его нанесения. Обычно гальваническое покрытие производится постоянным током. Это способствует росту регулярных структур, порождающих волокна и бугорки. Однако если ток периодически выключать, то это может нарушить структуру вертикальных колонок и, по крайней мере, избавить от появления самых опасных длинных волокон.
