Cassini, lo spettrometro e i tin whiskers

Lo spettrometro di massa di Cassini, usato per misurare l’energia delle particelle cariche trovate nell’ambiente di Saturno, è di nuovo in funzione. Lo strumento è stato fuori servizio per circa nove mesi, dopo che i tecnici avevano scoperto fluttuazioni nelle tensioni dello strumento.
Ora pare che i difetti siano dovuti ad un fenomeno ben noto in ambito spaziale: i cosidetti baffi di stagno, o “tin whiskers”.
La buona notizia è che questi non dovrebbero compromettere il funzionamento dello spettrometro. La cattiva è che il fenomeno non è ancora ben compreso.
I “tin whiskers” sono cristalli filamentosi di stagno (o zinco) che crescono a partire da una superficie stagnata. Il loro diametro è tipicamente di pochi micron. Possono crescere fino a mettere in cortocircuito due elettrodi, causando la rottura di un dispositivo o disturbi nel funzionamento. I baffi crescono benissimo nel vuoto, in presenza di gradienti di tensione e di temperatura. La crescita può essere di micron per anno, o di millimetri a settimana. La crescita avviene alla base, per migrazione degli atomi.

L’altra cattiva notizia è che la crescita dei baffi di stagno è inibita dall’uso di leghe stagno-piombo, usate in elettronica da decenni. Queste leghe sono state messe al bando nei prodotti commerciali dalla normativa RoHS, e il rischio che queste forme di ricristallizzazione dello stagno mettano fine al funzionamento del vostro PC o smartphone è elevato.

Per ulteriori info, http://www2.electronicproducts.com/NASA_engineers_solve_device_malfunction_mystery_onboard_Saturn_tracking_spacecraft-article-fajb_nana_cassini_march2012-html.aspx e http://www.guardian.co.uk/technology/2008/apr/03/research.engineering e poi http://nepp.nasa.gov/whisker/background/index.htm

Molto interessante, ma nel titolo è riportato spettrofotometro invece di spettrometro. Ma come hanno recuperato la funzionalità dello strumento?

corretto, thanks

Ma come hanno recuperato la funzionalità dello strumento?

Non lo so. Immagino abbiano deciso di convivere con il problema; non c’è modo di eliminare un whisker, salvo evaporarlo con un surge di corrente, cosa normalmente impossibile. Probabilmente sono passati al backup.
Un fatto interessante che ho dimenticato di citare: i whiskers hanno una punta di dimensioni atomiche, e data la forza con cui crescono trapassano qualunque isolante.

In ogni caso fenomeno estremamente interessante che non conoscevo

Fisica dello stato solido allo stato puro :slight_smile: - pare che siano provocati dalla pressione indotta nel materiale dalla migrazione di atomi di rame dal substrato. Ma restano impredicibili, e causano un sacco di problemi apparentemente inspiegabili. Sono rimasti praticamente assenti dalla scena finchè si è usato l’eutettico Sn63-Pb37 per saldare, ma ora con il RoHS e l’ultraminiaturizzazione cambia tutto.

fenomeno veramente affascinante, mi era completamente sconosciuto!

E’ proprio vero che nel nostro Forum si impara sempre qualcosa, infatti questo fenomeno mi era completamente sconosciuto!

E ora comincerò a preoccuparmi per i miei smartphone! :fearful:

E’ una cosa di nicchia, ma google trova oltre 4.000.000 di referenze. Una delle pagine migliori è quella della NASA linkata sopra, che al momento è offline. Google translator la trova. La prossima volta che un dispositivo ad alta integrazione smette di funzionare, la causa potrebbe essere questa.

Un fenomeno a me sconosciuto ma molto preoccupante…
Grazie per lo spunto a documentarmi meglio!

E il motivo sarebbe?

Beh, dato che non si sa esattamente perché si formano i tin whiskers, non si sa neppure perché non si formano…
Il dato di fatto è che l’uso di leghe con almeno il 5% di Pb in pratica inibisce o rende molto più rara la formazione dei whiskers. Vedi http://nepp.nasa.gov/whisker/background/index.htm al punto 6.

p.s.: fra l’altro, il fatto che la NASA dica che “research is limited” su un fenomeno potenzialmente distruttivo, beh, la dice lunga… non ne sappiamo quasi un tubo, l’approccio quindi è empirico.

Non hai capito: la mia domanda era “perchè le hanno messe al bando?” :slight_smile:

E’ una normativa sull’inquinamento ambientale in generale per la riduzione di sostanze tossiche nei rifiuti domestici e nei prodotti di uso comune (giochi, elettrodomestici, elettronica di consumo…) oltre al piombo si parla di mercurio, cadmio ed alcune altre sostanze molto usate e considerate pericolose per l’ambiente o per la salute.
Ovviamente ci sono alcune eccezioni, ma in generale informatica, gadget elettronici, prodotti per la casa e l’ufficio etc…insomma, niente può più contenere saldature con leghe di stagno-piombo

:rage:
http://it.wikipedia.org/wiki/Normativa_comunitaria_RoHS
:rage:

Argh, chiedo scusa, oggi sono fuso e non avevo proprio capito. Comunque ci sono voci che dicono che il veto al piombo nel RoHS non serva quasi a nulla: la maggior parte del piombo in circolazione deriva dalle batterie auto, e solo il 10% è usato in elettronica. Potevano obbligare alla riduzione del Pb al 5% nella lega, dal 33% usuale, e sarebbe andato bene lo stesso. Mah? Tante volte si ha l’impressione che le leggi le facciano i politici, e non i tecnici.
Oggettivamente il piombo (come tutti i metalli pesanti) è una brutta bestia quando va nella catena alimentare; da qualche parte ho letto che i Romani di età imperiale avevano seri problemi di salute perchè l’acqua veniva distribuita da tubi in piombo.

L’impressione? Tra parentesi, mi capita fin troppo spesso d vedere una batteria abbandonata bordo strada da qualche fagnano di passaggio…

Già e non si capisce il perchè visto che il rivenditore DEVE ritirare quella vecchia…

Ormai finisco l’OT aggiungendo:
Perchè lasciare lla mobilia vecchia vicino al cassonetto a due KM da casa o peggio ancora buttarla in un fiume quando quadrifoglio ( o cmq si chiami la società che si occupa di smaltimento ) te la viene a prendere sottocasa GRATIS?
:bookmark_tabs:

e restare IN TOPIC ogni tanto, per errore?!?
dai, su…

L’ho fatto 3 commenti piu’ su :stuck_out_tongue_winking_eye: