2. 影響錫須生長的因素
影響錫須生長的因素很多,主要包括應力、金屬間化合物、鍍層晶粒大小與取向、基體材料、鍍層厚度、溫度及環境、電鍍工藝、合金元素、輻射等。
錫須的生長主要發生在室溫附近。升高溫度可以加快錫原子的擴散速度,有利于錫晶須生長。但是溫度較高的時候(如超過100℃后),應力(錫須生長的驅動力)被松弛,它又不利于錫須生長。
據報導,錫須在115℃時生長變慢,到150℃以上就停止生長。一般認為50~60℃是最適宜錫須生長的溫度。
濕度對錫須生長也有影響。相對濕度越高,錫須生長越快,特別當相對濕度達到85%以上時。目前濕度已經作為加速錫須生長手段的一部分,但微觀機理目前并不清楚。因此,環境對錫須生長的影響尚需要進一步的探索。
到目前為止,工業界尚未找到完全能防止錫須生長的方法,但是,由于錫須對電子產品的長期可靠性存在著實際的威脅,目前工業界最為關注的是如何采取有效的措施能夠抑制錫須的生長。但是隨著電子產品無鉛化進程的推進,Sn-Pb合金鍍層已不再可用,有必要尋求其它有效抑制錫須生長的方法。
3. 錫須生長加速試驗
評估錫須生長傾向最簡單的方法就是在室溫下自然存放,但這個方法很費時。因為錫須生長是一個長時期的過程,要想研究錫須生長行為,利用短期試驗來評估錫須生長傾向就必須探尋合適而有效的錫須生長的加速實驗方法。
3.1. 高溫高濕環境
高溫高濕環境是評估錫須生長趨勢的一種重要手段,不過控制參數還不一致,表1是不同單位所采用的參數.在多數情況下,這種條件下錫須生長較快,因此可以定量評估錫須的生長趨勢,但是由于高溫高濕環境可能引起的鍍層腐蝕,這種加速生長試驗與實際工作環境有一定差別。
測試步驟:對樣品進行表面鍍鉑金,放入掃描電子顯微鏡樣品室中,對客戶要求的測試位置進行放大觀察并測量。
參照標準:JESD 22A121.01 Test Method for Measuring Whisker Growth on Tin and Tin Alloy Surface Finishes
JESD201A Environmental Acceptance Requirements for Tin Whisker Susceptibility of Tin and Tin Alloy Surface Finishes
IEC 60068-2-82-2009 Environmental testing - Part 2-82: Whisker test methods for electronic and electric component |
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