Whisker (Kristallographie)

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Whisker (englisch: Barthaar oder Backenbart) sind nadelförmige Einkristalle von wenigen Mikrometern Durchmesser und bis zu mehreren Hundert Mikrometern Länge, die aus galvanisch oder pyrolytisch abgeschiedenen Schichten herauswachsen.

Whisker entstehen besonders leicht bei Baugruppen, die mit bleifreien Zinn-Loten verarbeitet wurden und können Kurzschlüsse auf galvanisch hergestellten Leiterplatten, oder auch zwischen Bauelementen verursachen. In sicherheitskritischen Anwendungen der Elektronik, beispielsweise ABS- oder ESP-Systemen bei Kraftfahrzeugen, werden wegen der mangelnden Langzeitstabilität weiterhin bleihaltige Lote verwendet, da bisher nur dadurch die Whisker-Bildung verhindert werden kann. Whisker entstehen teilweise erst nach Jahren Betrieb, und die beginnende Gefahr kann von außen nicht gemessen werden. Die Whisker brennen zwar bei etwa 10mA wieder durch, bis dahin kann der geflossene Strom aber schon zur Bauteilschädigung/Fehlfunktion geführt haben.

Da Whisker Einkristalle sind, haben sie ein sehr homogenes Gefüge, fast frei von Fehlern. Bei ihnen können trotzdem z.B. Schraubenversetzungen auftreten. Whisker weisen wesentlich höhere Festigkeiten als polykristalline Gefüge auf.

Keramische Schneidstoffe werden beispielsweise mit SiC-Whiskern versetzt, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

Links

• NASA Goddard Space Flight Center: Tin Whisker Homepage (englisch)