Technische Informationen

Verzinnte Oberflächen werden im Zuge der neu geltenden Richtlinien

zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS)
Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE)

zunehmend als Reinzinn-Oberflächen ausgeführt.

Unser Unternehmen bietet bei Reinzinn-Qualitäten ausschließlich RoHS-konforme Produkte an.

Anwender beschichteter Reinzinn-Oberflächen werden damit mit der Problematik der Bildung von Zinn-Whiskern konfrontiert.

Whisker

Whisker sind Einkristalle, die aus der Zinnschicht herauswachsen und damit auf Leiterplatten oder in Steckverbindern elektrische Kurzschlüsse hervorrufen können.

Bei galvanisch abgeschiedenen Reinzinn-Schichten auf Kupfer besteht die Möglichkeit der Whiskerbildung. Sofern der Verbund von Cu/Sn noch mechanisch stark belastet wird - z. B. durch Biegung - erhöht sich die Tendenz zur Whiskerbildung.


Whisker auf einem elektrolytisch beschichteten Draht ¹⁾		Typische Whisker auf einer galvanisch abgeschiedenen Zinnschicht ²⁾

Quellen:
¹⁾ Bellcore Report SR-3151, Bellcore Corp. 1994
²⁾ Jordan, Dr. Manfred: Die galvanische Abscheidung von Zinn, Leuze Verlag 1993, S. 182

Sowohl bei der Herstellung der beschichteten Oberflächen als auch bei der Weiterverarbeitung der beschichteten Elemente, Drähte oder Teilen sind daher entsprechende Gegenmaßnahmen zu berücksichtigen.

Beschichtungen mit reduzierter Whiskerbildung

Nach heutigen Erkenntnissen lassen sich Whisker vorwiegend durch folgende Maßnahmen mehr oder weniger weitgehend unterdrücken:

Durch Feuerverzinnung
Die schmelzflüssige Sn-Beschichtung schließt Whiskerbildung weitgehend aus.
Durch Einfügung einer Nickelsperrschicht von ca. 2 µ zwischen Kupfer und Zinn.
Durch nachträgliches Aufschmelzen der galvanisch aufgebrachten Reinzinnschicht.
Durch Hinzufügung von Blei (ca. 2%) bei galvanischer Beschichtung.

Edelhoffs Programm whiskerarmer Reinzinnschichten

Unser Unternehmen ist in der Lage, sämtliche vier o.g. Beschichtungsvarianten anbieten zu können. Im Dialog mit unserem Kunden wird die geeignete Version zur Whiskerunterdrückung herausgearbeitet und spezifiziert.

Bei Bedarf können auch weitergehende Behandlungsweisen offeriert werden.

Die älteste Beschichtsart, die kundenseitig das Statement "whiskerreduziert" erhalten hat, ist die Feuerverzinnung. Insbesondere Edelhoffs FOV Qualität war und ist wegweisend.

Bei galvanischen Reinzinnbeschichtungen ist das Unternickeln mittlerweile gängige Praxis.

Mitunter ist es aber auch erforderlich, Mehrfachverzinnungen durchzuführen. Drähte des Typs DC sind in diesem Zusammenhang entstanden. Sie basieren auf galvanischer Beschichtung und weisen eine ausgeprägte Intermetallische Schicht zwischen Kupfer und Zinn auf.

Bei speziellen Applikationen ist das Aufschmelzen von Reinzinnschichten probates Mittel zur Whiskerreduzierung.