Bigote (metalurgia)
La formación de bigotes de metal es un fenómeno que ocurre en los dispositivos eléctricos cuando los metales forman proyecciones largas en forma de bigotes a lo largo del tiempo. Los bigotes de estaño se notaron y documentaron en la era de los tubos de vacío de la electrónica a principios del siglo XX en equipos que utilizaban soldadura de estaño pura, o casi pura, en su producción. Se notó que crecían pequeños pelos o zarcillos de metal entre las almohadillas de soldadura de metal, lo que provocaba cortocircuitos . Los bigotes de metal se forman en presencia de tensión compresiva. Se han documentado bigotes de zinc , cadmio e incluso plomo . [1] Se utilizan muchas técnicas para mitigar el problema, incluidos los cambios en el recocidoproceso (calentamiento y enfriamiento), adición de elementos como cobre y níquel, e inclusión de revestimientos de conformación . [2] Tradicionalmente, se ha añadido plomo para ralentizar el crecimiento de los bigotes en las soldaduras a base de estaño.
Siguiendo la Directiva de restricción de sustancias peligrosas (RoHS), la Unión Europea prohibió el uso de plomo en la mayoría de los productos electrónicos de consumo a partir de 2006 debido a problemas de salud asociados con el plomo y el problema de la "basura de alta tecnología", lo que llevó a un cambio de enfoque en el problema de la formación de bigotes en las soldaduras sin plomo .
El bigote de metal es un fenómeno metalúrgico cristalino que implica el crecimiento espontáneo de pelos diminutos y filiformes de una superficie metálica . El efecto se ve principalmente en metales elementales , pero también ocurre con aleaciones .
El mecanismo detrás del crecimiento de los bigotes de metal no se comprende bien , pero parece verse favorecido por tensiones mecánicas de compresión que incluyen:
Los bigotes de metal se diferencian de las dendritas metálicas en varios aspectos; las dendritas tienen forma de helecho y crecen a lo largo de la superficie del metal, mientras que los bigotes de metal son similares a pelos y se proyectan perpendicularmente a la superficie. El crecimiento de las dendritas requiere humedad capaz de disolver el metal en una solución de iones metálicos que luego se redistribuyen por electromigración en presencia de un campo electromagnético . Si bien se desconoce el mecanismo preciso para la formación de los bigotes, se sabe que la formación de los bigotes no requiere la disolución del metal ni la presencia de un campo electromagnético.
Los bigotes pueden provocar cortocircuitos y arcos eléctricos en los equipos eléctricos. El fenómeno fue descubierto por las compañías telefónicas a fines de la década de 1940 y más tarde se descubrió que la adición de plomo a la soldadura de estaño proporcionaba una mitigación. [4] La Directiva europea de restricción de sustancias peligrosas (RoHS), que entró en vigor el 1 de julio de 2006, restringió el uso de plomo en varios tipos de equipos electrónicos y eléctricos. Esto ha impulsado el uso de aleaciones sin plomo con un enfoque en la prevención de la formación de bigotes, ver § Mitigación y eliminación . Otros se han centrado en el desarrollo de revestimientos de barrera al oxígeno para prevenir la formación de bigotes. [5]
