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휘스커(Whisker)란 무엇이고, 어떤 문제가 발생되는가?

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2009. 11. 26. 08:33

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휘스커(Whisker)란 장시간 방치된 금속결정의 표면에서 성장한 다수의 마이크로 미터의 수염상의 결정입니다. 
수염결정이라고도 합니다. 일반적으로 단결정으로부터 성장하여 전 위등의 격자결함이없는 완전에 가까운 결정입니다.
강도는 이론적으로 거의 같으며, 통상의 금속의 수백배도 됩니다. CuCl, CuBr, FeCl2,FeBr2등의 할로겐화 화합물을
약 650~750℃의 수소증 기층에서 가열하는 것에 따라 동 휘스커,철 휘스커가 얻어질수있습니다.
전자공업에서는 주석 도금에서 주석 휘스커가문제가 되고 있습니다.즉 주석도금으로 된 전자부품으로부터 발생하여
성장한 주석 휘스커는회로의 단락사고를 일으킵니다. 주석 휘스커가 주목되어진 것은 릴레이식의 전화교환기의 커넥터에서
발생한 주석 휘스커에 의한 단락사고의 단서였기 때문입니다.
주석휘스커는 전기 도금피막 특유의 특성입니다.산성도금용액에의해서는 발생하기 쉬우며 알카리 용액에서발생하기 어렵습니다.
또한 무광택용액보다는 광택용액에의해 발생하기 쉬운 것을 경험적으로 알수 있습니다.
특히 amine aldehyde계의 광택제를 사용한 산성용액에서 발생하기 쉽습니다. 주석 휘스커의 발생원인과 그 방지대책에
관하여서는 아직 충분히 해명되지 않았습니다만, 다음의 것들이 명확히 밝혀져 있습니다.

 1. 주석휘스커와 직경 1~3μm,길이 0.1 ~ 5μm의 섬유상의 단결정임.

 2. Bulk금속의 약 200배의 탄성한계를 가짐

 3. 성장속도는 빠른것은 약 1mm/월 임.

 4. 주석합금도금으로부터는 발생하지 않음.(Sn-Pb계합금에서는아연이 5~20%되면 발생하지 않음.)

 5. 주석휘스커가 발생하기까지의 잠복기간이 있어, 단기간의 경우 수일 혹은 긴경우는 몇 년이 됨.

 6. 고온, 고습에서 성장이 빠름.

 7. 도금 후의 가열처리(100~125℃)한 것은 발생을 하지 않음.용융처리도 효과가 큼.

 8. 발생경향은 원재료와 기초 도금의 종류에 영향을 받아 그 영향의 크기순서는 황동> 동> 니켈> 철 의 순임.

 이와같이 주석휘스커의 발생을 방지하기 위하여서는 황동과 동계의 원재료에대하여서는 니켈과 철의 기초 도금을
 하는 것이 좋습니다. 주석휘스커가 발생하면 프린터 배선판에서는 회로가 단락이라는 생각하지도 않은 사고가 발생합니다.


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