锡须生长抑制工艺是什么?
在电子制造领域,锡须生长是一个不容忽视的问题,它可能导致电子设备的短路和失效。本文将探讨哑光锡和光亮锡在抑制锡须生长方面的性能差异,并通过1000小时的测试结果进行对比分析。
一、锡须生长的背景与危害
锡须是在纯锡或高锡合金表面自发形成的细长、针状的锡单晶。这些锡须通常只有几个微米的直径,但长度可以长达数毫米甚至超过10毫米,从而可能引发严重的可靠性问题。锡须的危害主要体现在对电子设备、电力设备的影响,包括导致短路,干扰信号传输,破坏绝缘,造成热量积累等问题。
二、哑光锡与光亮锡的性能对比
(一)哑光锡
1. 焊锡性:较佳,焊接后可耐较高温。
2. 信赖度:比较稳定,不易生锡须。
3. 电镀差异:电镀结晶颗粒较粗。
4. 镀锡应力残留:伸张应力。
5. 电镀成本:较贵。
6. 外观差异:表面暗沉、无光泽。
7. 耐温性:焊接后可耐较高温。
(二)光亮锡
1. 焊锡性:较差且容易有锡须产生(因为有机的杂质会产生压缩性应力而生成锡须)。
2. 信赖度:保存长时间后容易长出锡须造成短路。
3. 电镀差异:会添加亮光剂,让表面镀层结晶颗粒变细、有光泽,但亮光剂中含有机物质,会阻碍焊锡。
4. 镀锡应力残留:压缩内应力。
5. 电镀成本:较便宜。
6. 外观差异:表面光亮、美观,但回流焊以后容易变黄。
7. 耐温性:耐温较差,有机会产生二次融锡的问题。
三、1000小时测试结果对比
(一)哑光锡
- 生长长度:在1000小时的测试中,哑光锡的生长长度小于10μm。
- 可靠性:表现出较高的可靠性,未发现明显的锡须生长。
(二)光亮锡
- 生长长度:在1000小时的测试中,光亮锡的生长长度超过50μm。
- 可靠性:表现出较低的可靠性,锡须生长明显,可能导致短路风险。
四、抑制锡须生长的工艺优化
1. 合金化:在镀槽中加入合金元素如Bi或Ag,可以有效防止锡须生长,但需注意合金加工性和成本问题。
2. 扩散阻碍层:在Sn和Cu之间添加一扩散阻碍层,如电镀一薄层Ni,可以减缓Sn和Cu之间的反应,从而抑制锡须生长。
3. 表面预处理:在Cu基体或引线框架表面预先电镀NiPdAu等,也可以有效地抑制锡须生长。
4. 优化工艺参数:控制焊接温度尽可能低,湿度尽可能小,以减少锡须生长的可能性。
通过对比哑光锡和光亮锡在1000小时测试中的表现,可以明显看出哑光锡在抑制锡须生长方面具有显著优势。哑光锡的生长长度小于10μm,而光亮锡的生长长度超过50μm。因此,在高可靠性要求的电子设备中,优先选择哑光锡作为镀层材料是确保产品长期稳定性的关键。这些优化策略为电子制造企业提供了重要的质量保障手段,有助于提升产品的市场竞争力。
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