室溫環境下錫須生長特性與防控策略探究-深圳福英達
室溫環境下錫須生長特性與防控策略探究
在電子製造領域，錫須生長現象一直備受關(guan) 注。室溫下，錫鍍層表麵常常會(hui) 出現細長且尖銳的錫須，它們(men) 不僅(jin) 影響產(chan) 品的外觀，還可能引發電路短路，導致設備故障。本文將深入探討室溫錫須的生長特性，分析其在不同基底材料上的表現差異，並提出有效的防控策略。
一、室溫錫須的生長特性
室溫錫須的生長主要呈現為(wei) 直線狀，但有時也會(hui) 呈現彎曲形態。圖1-1展示了在沒有加速因素條件下（僅(jin) 處於(yu) 25℃左右的室溫），Cu基表麵錫鍍層上迅速生長出的錫須。這些錫須的形成是由於(yu) Sn鍍層與(yu) Cu界麵發生反應，形成Cu6Sn5化合物，導致體(ti) 積膨脹，鍍層內(nei) 壓力增大，進而促使錫須的生長。此外，生成的錐形Cu6Sn5晶粒也為(wei) 錫須的生長提供了有利條件。
圖 1-1室溫下 Cu 基表麵錫鍍層上的錫須
二、不同基底材料上錫須的生長差異
Ni與(yu) Sn的反應速度相較於(yu) Cu與(yu) Sn的反應速度要慢得多，因此Ni基上鍍錫長錫須的概率遠低於(yu) Cu基。然而，值得注意的是，在Ni基上鍍錫形成的鍍層，在高低溫度循環試驗條件下也觀察到了錫須的生長現象。圖1-2所示即為(wei) 片式電容鎳錫鍍層在-55℃至85℃條件下溫度循環500次後觀察到的錫須生長情況。盡管這些錫須相較於(yu) Cu基上的錫須更短、更小，且發生的概率也更小，但仍表明Ni基鍍層上錫須的形成具有一定的傾(qing) 向性。相比之下，黃銅和42號合金與(yu) Sn很難發生反應，因此一般不會(hui) 在這些材料上看到錫須的生長。
圖 1-2片式電容有Ni阻擋層的錫須生長情況
三、室溫錫須的防控策略
針對Cu基材上錫須的生長問題，可以采取熱處理措施進行防控。通過使整個(ge) 界麵形成層狀化合物，減慢Cu的擴散速度，可以有效抑製室溫錫須的生長。具體(ti) 做法是在150℃下進行熱處理或再流焊處理。這種方法能夠降低Cu與(yu) Sn之間的反應速率，減少Cu6Sn5化合物的生成，從(cong) 而減輕鍍層內(nei) 的壓力，降低錫須生長的風險。另外采用合金鍍層代替純錫鍍層，添加微量元素形成錫合金，抑製錫須生長，如采用SnAgCu合金鍍層。最後可采用表麵防護工藝，使用有機塗層覆蓋以及金屬阻擋層隔離環境濕氣與(yu) 機械應力以及阻斷錫須的擴散路徑。以上都可以抑製錫須的生長措施。
結論
室溫錫須生長現象是電子製造領域中的一個(ge) 重要問題。通過深入了解錫須的生長特性和不同基底材料上的表現差異，我們(men) 可以采取有效的防控策略來降低錫須生長的風險。未來，隨著材料科學和工藝技術的不斷發展，我們(men) 有望找到更加高效、環保的錫須防控方法，為(wei) 電子產(chan) 品的可靠性和穩定性提供更好的保障。
-未完待續-
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