Cassini, lo spettrometro e i tin whiskers


#1

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


#2

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


#3

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.


#4

In ogni caso fenomeno estremamente interessante che non conoscevo


#5

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.


#6

fenomeno veramente affascinante, mi era completamente sconosciuto!


#7

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:


#8

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.


#9

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


#10

E il motivo sarebbe?


#11

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.


#12

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


#13

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


#14

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


#15

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.


#16

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


#17

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


#18

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:


#19

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


#20

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