鍍錫最難解決的晶須不良對策

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文章來源：轉(zhuǎn)發(fā)自“樂將電鍍資訊”    閱讀：9367    添加時間：2020/5/20 14:51:46

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首先我們要了解一下什么是晶須？


晶須是鍍后通過自然生長，在金屬產(chǎn)品表面上生成的長針狀或節(jié)狀金屬單晶的現(xiàn)象。這種晶須最讓人頭疼的是它在電子電路之間生長，這會導(dǎo)致短路使設(shè)備不工作 。經(jīng)我們電鍍從業(yè)者多年的研究結(jié)果表明這種不良產(chǎn)生原因主要來自于以下：


1. 電鍍后各金屬間化合物/擴(kuò)散的影響


2. 電鍍后各金屬電位差產(chǎn)生的原電池腐蝕影響


3. 由于熱膨脹系數(shù)不同而引起的應(yīng)力的影響


4.  外應(yīng)力的影響
 
 

 下表顯示了當(dāng)前大家正在研究的晶須測試方法和晶須發(fā)生情況。

晶須測試結(jié)果圖

那要怎么來控制這類晶須呢？


通過深入與國內(nèi)外電鍍大師交流請教學(xué)習(xí)，我們樂將團(tuán)隊(duì)幫大家總結(jié)以下3個措施建議大家可往這些方向去嘗試抑制錫晶須。




（1）：改變打底鍍層工藝類型來改善
通過改變打底鍍層的類型（通常是鎳或銅鍍層），我們可以看到金屬間化合物的生長或擴(kuò)散速率存在很大的差異。


 下面2張圖展示對比出了鎳和銅底鍍層之后鍍錫層的SEM觀察照片，在室溫20000Hr放置后對純錫鍍層的蝕刻。在使用鍍銅打底層的情況下，銅錫化合物沿著錫的晶界呈“駝峰”形狀生長，而使用鍍鎳層打底的則以薄箔的形式生長。


所以從此我們可推測通過鍍鎳打底鍍層獲得的晶須抑制效果較理想是因?yàn)殒囧a化合物層是以薄箔狀生長，從而緩解了純錫鍍層的內(nèi)部應(yīng)力。

2）：.利用鍍錫合金鍍層來改善


在鍍錫工藝中添加第二金屬的方法也被認(rèn)為是抑制晶須或提高焊料潤濕性的有效方法。下圖展示出了各種基于Sn的鍍覆，將其置于室溫20000Hr并進(jìn)行蝕刻處理之后觀察化合物層的生長的結(jié)果。 

第二種金屬的添加顯示出Sn化合物生長的巨大差異。在Sn-Pb鍍層和Sn-Bi鍍層中，“駝峰形”化合物的粒徑小于Sn鍍層，在Sn-Cu鍍層中，其呈“柱狀”生長而不是“駝峰形”。您可以看到它們的運(yùn)行生長狀況。通過室溫存儲測試的結(jié)果表明：每種晶須的晶須控制效果均大于鍍純錫。另外，通過配合我們樂將團(tuán)隊(duì)第一點(diǎn)介紹的打底鍍層可以更進(jìn)一步改變Sn基鍍層的化合物形成狀態(tài)或擴(kuò)散行為，從而可以獲得更高的晶須抑制效果。






（3）：加強(qiáng)電鍍后的后處理來改善


電鍍后進(jìn)行熱處理（退火處理）也是有效的。下圖顯示了在產(chǎn)品上進(jìn)行鍍錫后（是否進(jìn)行后處理）在室溫下放置20000Hr后化合物層生長的對比結(jié)果。表明，熱處理抑制了Cu 6 Sn 5化合物的生長。

我們樂將團(tuán)隊(duì)在本篇文章介紹了可以通過改進(jìn)諸如“打底鍍層”，“合金錫鍍層”和“后處理”之類的方法來抑制金屬間化合物的生長。此外有些產(chǎn)品使用環(huán)境與要求不同還會產(chǎn)生如“由腐蝕引起的晶須”，“由熱膨脹系數(shù)不同引起的晶須”和“由外應(yīng)力引起的晶須”會有許多形形色色不同的不良發(fā)生，需要各位同仁再采取更針對性的改善工藝和方法，如有興趣可以聯(lián)系我們，也可以進(jìn)入最專業(yè)電鍍論壇與各位大師一同來交流解決。

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