文章來源：金鑒可靠性實驗室

錫須現(xiàn)象及其對電子產(chǎn)品的潛在影響

錫須，一種在電子產(chǎn)品中可能自然形成的細(xì)絲狀金屬生長物，通常在錫或其合金表面出現(xiàn)。這種現(xiàn)象在電子制造業(yè)中引起了廣泛關(guān)注，因為它可能對產(chǎn)品的可靠性和安全性造成影響。

什么是錫須？

錫須是自發(fā)從錫或高錫含量物體表面生長出來的細(xì)小晶體。這種現(xiàn)象在錫、鎘、鋅等金屬上較為常見，但在鉛、鐵、銀、金、鎳等金屬上則較為罕見。錫須的形成通常與材料的柔軟性、延展性和低熔點有關(guān)。錫須分為以下幾種形態(tài)：

錫須的形成原因

盡管錫須的確切形成機(jī)制尚未完全明確，但普遍認(rèn)為它與材料內(nèi)部的應(yīng)力有關(guān)。錫須的生長可能始于電鍍層，通過錫原子在較大區(qū)域的擴(kuò)散來供給材料，導(dǎo)致根部區(qū)域的層厚不會減少。生長速率受多種因素影響，包括電鍍化學(xué)過程、鍍層厚度、基體材料、晶粒結(jié)構(gòu)和存儲環(huán)境等。

錫須的危害

錫須可能導(dǎo)致多種問題，包括殘屑污染、短暫性或永久性短路，以及在特定條件下可能引發(fā)的金屬蒸汽電弧。這些問題可能會干擾電子信號、造成設(shè)備故障，甚至影響衛(wèi)星等重要設(shè)備的運行。

預(yù)防和抑制錫須的措施

鑒于錫須可能帶來的風(fēng)險，制造商采取了一系列預(yù)防和抑制措施，包括改變錫的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、進(jìn)行熱處理、使用特殊的電鍍工藝，以及在錫和銅之間添加阻擋層等。此外，添加少量的鉛或黃金也被證明可以抑制錫須的生長，盡管鉛的環(huán)境影響需要考慮。

錫須生長的應(yīng)力類型

錫須的生長與多種應(yīng)力有關(guān)，包括機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)應(yīng)力?；瘜W(xué)應(yīng)力，特別是由錫和銅之間的金屬互化物反應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力，被認(rèn)為是錫須自發(fā)生長的主要原因。

錫須觀察的試驗方法

為了評估錫須的風(fēng)險，制造商采用了多種環(huán)境試驗方法，包括高溫高濕、冷熱沖擊和室溫條件下的錫須生長測試。這些測試有助于了解錫須在不同環(huán)境下的生長行為。

建議的錫須解決方法

金鑒可靠性實驗室專門提供PCB失效分析服務(wù)，致力于改善產(chǎn)品品質(zhì)，服務(wù)電力電子產(chǎn)業(yè)鏈中各個環(huán)節(jié)，使產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。我們擁有專業(yè)的解決方案專家顧問、質(zhì)量工程師團(tuán)隊及高精度PCB產(chǎn)品檢測設(shè)備，具有精湛的技術(shù)與經(jīng)驗。解決錫須問題的建議方法包括改進(jìn)鍍層工藝、增加錫層厚度、進(jìn)行退火熱處理，以及使用霧面錫等。這些方法旨在減少錫須的生長概率，提高電子產(chǎn)品的可靠性。