Il-Problema tal-Whisker
Il-whiskers tal-landa huma mikroskopiċi, xagħar-bħal filamenti kristallini li jikbru b'mod spontanju minn uċuħ taċ-ċomb tal-landa elettroplated u tal-landa-. Jikkawżaw ċirkuwiti qosra f'assemblaġġi elettroniċi, partikolarment f'applikazzjonijiet aerospazjali, mediċi u ta' difiża ta'-affidabbiltà għolja fejn ir-restrizzjonijiet mingħajr ċomb-ġeddew il-fokus fuq il-mitigazzjoni tal-whisker. It-tkabbir tal-whisker huwa aċċellerat minn stress kompressiv fid-depożitu, formazzjoni intermetallika, u-kritikament-b'kontaminazzjoni metallika fil-banju tal-kisi.
Is-sors ta 'kontaminazzjoni spiss jintraċċa għall-heater ta' immersjoni. Il-koljaturi tal-istainless steel u tat-titanju jissaddad bil-mod fl-elettroliti tal-fluwoborat jew tal-aċidu metansulfoniku użati għall-kisi taċ-ċomb tal-landa-. Il-jonji tal-ħadid, tan-nikil, tal-kromju jew tat-titanju maħlul jiddepożitaw flimkien mal-liga taċ-ċomb tal-landa. Dawn l-atomi tal-metall barranin joħolqu discontinuities tal-kannizzata li jsiru siti tan-nukleazzjoni tal-whisker. Il-livell ta 'kontaminazzjoni meħtieġ biex tiżdied b'mod kejl id-densità tal-whisker huwa astonishingly baxx - 10-20 ppm ta' ħadid maħlul jista 'jirdoppja l-għadd tal-whisker.
Skambjatur tas-sħana PTFE jirrilaxxa żero joni tal-metall. Il-fluworopolimeru ma fih l-ebda metalli. Id-depożitu tal-landa-ċomb jibqa' ħieles minn kontaminazzjoni derivata mill-heater-. In-nukleazzjoni tal-Whisker minn dan is-sors hija eliminata.
Il-Ko-Deposizzjoni u Whisker Nukleation Link
L-impuritajiet metalliċi f'banjijiet tal-kisi taċ-ċomb tal-landa-depożitaw b'mod preferenzjali fil-konfini tal-qamħ u difetti tal-kristall fil-liga elettrodepożitata. L-atomi barranin għandhom raġġi atomiċi differenti minn landa jew ċomb. Huma joħolqu tensjoni tal-kannizzata lokalizzata. Maż-żmien-ġimgħat sa xhur wara l-kisi-il-kannizzata tensjoni tirrilassa billi tesprimi l-atomi tal-landa tul il-konfini tal-qamħ biex jiffurmaw whisker.
Il-ħadid huwa partikolarment detrimentali. Ir-raġġ atomiku tiegħu (126 pm) ivarja b'mod sinifikanti mill-landa (145 pm). Atomu tal-ħadid inkorporat b'mod sostituzzjoni fil-kannizzata tal-landa joħloq kamp ta 'tensjoni kompressiva madwaru nnifsu. Atomi multipli tal-ħadid ikkonċentrati f'konfini tal-qamħ joħolqu tensjoni suffiċjenti biex imexxu t-tkabbir tal-whisker.
Il-kromju, in-nikil u t-titanju bl-istess mod jippromwovu l-whiskers permezz ta 'mekkaniżmi ta' tensjoni tal-kannizzata. Is-sors ta 'kontaminazzjoni huwa l-iskambjatur tas-sħana. Coil ta 'l-istainless steel li jissaddad b'0.05 mm/sena jirrilaxxa madwar 150 gramma ta' ħadid, 35 gramma ta 'kromju, u 25 gramma ta' nikil f'banju ta' 4,000-litru kull sena biżżejjed biex iżżomm 50+ ppm kontaminazzjoni metallika totali.
| Fattur ta' Riskju tal-Whisker | Stainless Steel Heater | Heater tat-titanju | Skambjatur tas-Sħana PTFE |
|---|---|---|---|
| Input tal-ħadid maħlul (g/sena) | 120-180 | 0 | 0 |
| Input tan-nikil/kromju maħlul (g/sena) | 40-60 | 0 | 0 |
| Input maħlul tat-titanju (g/sena) | 0 | 15-40 | 0 |
| Livell ta' impurità metallika tal-banju (ppm) | 40-80 | 10-25 | < 5 (drag-in only) |
| Densità relattiva tal-whisker (whiskers/ċm²) | 1.0 (linja bażi) | 0.6-0.8 | 0.3-0.5 |
| Frekwenza tat-trattament tal-banju għat-tneħħija tal-impurità | Kisi finta ta' kull xahar | Kisi finta kull tliet xhur | Kull sena (drag-in biss) |
Il-Benefiċċju tal-Konsistenza tal-Proċess
Lil hinn mill-mitigazzjoni tal-whisker, l-eliminazzjoni tal-kontaminazzjoni derivata mill-heater-tistabbilizza l-proċess tal-kisi. Il-konċentrazzjoni varja ta' metalli maħlula hekk kif il-heater jissaddad, jitnaddaf, u jerġa' jissaddad -joħloq mira li tiċċaqlaq għall-manutenzjoni tal-banju. Il-kisi finta-li jopera l-banju b'densità ta' kurrent baxxa biex ineħħi l-impuritajiet metalliċi-jitwettaq fuq skeda reattiva meta l-kontaminazzjoni tilħaq limitu viżibbli.
Bil-PTFE, l-uniċi sorsi ta' kontaminazzjoni metallika huma x-xoljiment tal-anodi u t-tkaxkir tal-biċċa tax-xogħol-fi-kemm prevedibbli kif ukoll kontrollabbli. Il-kisi finta, jekk ikun meħtieġ, jimxi għal skeda preventiva bbażata fuq it-throughput ta' ampere-siegħa aktar milli rispons reattiv għall-kriżi. Il-kimika tal-banju tistabbilizza. Il-kompożizzjoni tad-depożitu ssir aktar konsistenti. Ir-riżultati tal-ittestjar tal-whisker isiru ripetibbli aktar milli varjabbli.
Sommarju
Banjijiet tal-kisi taċ-ċomb tal-landa-iżviluppa whisker-li jippromwovi l-kontaminazzjoni minn metalli maħlula rilaxxati minn ħiters tal-immersjoni metalliċi li jissaddu. Ħadid, nikil, kromju, u titanju ko-depożitaw fil-liga taċ-ċomb tal-landa-u joħolqu tensjoni tal-kannizzata li tmexxi t-tkabbir tal-whisker. L-iskambjaturi tas-sħana PTFE jeliminaw dan is-sors ta' kontaminazzjoni kompletament-l-ebda metalli, l-ebda korrużjoni, l-ebda impuritajiet derivati mill-heater-.
L-eliminazzjoni tal-kontaminazzjoni derivata mill-heater-tistabbilizza l-proċess tal-kisi, tnaqqas il-frekwenza tal-kisi finta, u tipprovdi riżultati tat-test tal-whisker aktar konsistenti. Għal kisi elettroniku ta'-affidabbiltà għolja, l-iskambjatur tas-sħana PTFE huwa kontributur dirett għall-affidabilità tal-prodott.
L-appoġġ tal-inġinerija għall-ispeċifikazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana PTFE fil-landa-ċomb u applikazzjonijiet oħra tal-kisi elettroniku huwa disponibbli fuq is-sottomissjoni tal-kimika tal-banju, il-livelli attwali ta 'kontaminazzjoni metallika, ir-riżultati tat-test tal-whisker, u l-materjal tal-heater u l-età.
