Misurazione della placcatura elettrolitica e della placcatura di base di Sn su leghe di Cu

L'uso dello stagno da parte dell'uomo risale a millenni fa, quando abbiamo iniziato a legarlo al rame per produrre il bronzo.

Oggi, lo stagno ha un'ampia varietà di usi importanti grazie alle sue proprietà fisiche. Quasi la metà di tutto lo stagno prodotto è solo per la saldatura, mentre l'acciaio stagnato è comunemente usato per applicazioni a contatto con gli alimenti perché lo stagno è atossico, non cancerogeno e resistente alla corrosione.

Lo stagno è anche comunemente usato per galvanizzare componenti in rame e leghe di rame come perni terminali, fili e barre collettrici. La sua conduttività e resistenza alla corrosione e all'ossidazione lo rendono ideale per proteggere i componenti elettrici che saranno esposti all'atmosfera. Il rame è soggetto a ossidazione che causa un rapido aumento della sua resistenza. Mentre lo stagno si ossida ancora, il suo ossido è relativamente sottile e mantiene elevata la sua conduttività.

La norma ASTM B545 fornisce le specifiche per i rivestimenti di stagno elettrodeposti. Sia gli elettrodepositi di stagno lucido che opaco vengono utilizzati su rame e leghe di rame. Lo stagno lucido ha una finitura liscia e lucente che lo rende una scelta popolare per il rivestimento di fili e contatti elettrici. Tuttavia, non dovrebbe essere utilizzato per applicazioni di saldatura poiché gli additivi organici brillantanti possono bruciare se esposti a temperature di saldatura che possono interferire con l'integrità del giunto di saldatura. Lo stagno opaco non contiene agenti brillantanti ed è superiore per la saldabilità, ma ha una struttura a grana più grossolana che determina una maggiore forza di inserimento.

Lo spessore dell'elettrodeposito è di fondamentale importanza per la buona riuscita della galvanica. Man mano che lo spessore diminuisce, la porosità aumenta, il che può avere un impatto notevole sulla funzione protettiva del deposito. Per prodotti come i contatti elettrici a molla, un deposito troppo spesso può influire negativamente sul funzionamento meccanico.

B545 specifica lo spessore minimo per gli elettrodepositi di stagno di determinate classificazioni. Ad esempio, la classe di servizio A, destinata ai servizi di contatto elettrico in condizioni ambientali miti, richiede un minimo di 2.5 µm (100 µin) di elettrodeposizione di stagno. Inoltre, alcune applicazioni richiedono uno strato intermedio tra lo stagno e il substrato chiamato sottopiastra. La stagnatura su ottone richiede una sottopiastra di rame di almeno 2.5 µm (100 µin) o nichel di almeno 1.3 µin (50 µin) per impedire allo zinco di diffondersi nello stagno e compromettere la placcatura. I produttori possono avere le proprie specifiche di spessore per i loro componenti elettrodeposti in stagno.

Per monitorare lo spessore degli elettrodepositi di stagno e delle sottopiastre, molti produttori in ogni fase del processo ricorrono alla spettrometria a fluorescenza a raggi X (XRF) per misurare in modo rapido e affidabile lo spessore di ogni strato di placcatura simultaneamente. La XRF funziona eccitando gli elementi sulla superficie del componente in modo che emettano i propri raggi X caratteristici (unici per ogni elemento). L'intensità di questi raggi X può essere utilizzata per calcolare lo spessore della placcatura.

Gli utensili di vecchia generazione spesso avevano difficoltà con gli elementi comuni a ogni strato, come una piastra di supporto in rame su una lega di ottone (rame-zinco) o stagno depositato su bronzo (rame-stagno). L'hardware di nuova generazione attenua efficacemente questo problema.

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