跳至內容

鐵鬚 IV:緩解

朋友們

在上一篇關於錫須的文章中,我們討論了偵測。在這篇文章中,我們將介紹緩解方法。由於壓應力是錫鬚的主要成因,因此將壓應力降至最低將有助於緩解錫鬚的形成。有幾種方法可以達到減少壓應力的目的。第一種方法是建立一種製程,以產生霧面拋光,而非亮面拋光。經驗顯示,具有較大晶粒尺寸的緞面或霧面錫表面處理比亮錫表面處理的內部壓應力較低。研究顯示,單單避免光亮鍍錫表面處理,就可以減少十倍以上的錫鬚形成。較厚的錫層通常會降低壓應力。

由於錫中壓應力的主要來源是由於銅擴散到錫中,因此將擴散降至最低將可大幅減少錫晶须的形成。減少銅擴散的一種行之有效的方法是在銅和錫之間加入鎳。由於鎳在最初的金屬間形成後不易擴散到錫中,因此在許多情況下,錫須的形成幾乎可以完全消除。

在錫中加入少量的鉍,也可以減少錫晶须的形成。鉍固溶體可強化錫。這種強化通常會減少錫晶须的形成。

另一種緩解方法是使用塗層。丙烯酸、環氧樹脂、聚氨酯、鹼性矽酸鹽玻璃和聚對苯二甲酸丁二酯都已被使用。Parylene C 似乎最有前途。

如圖 1 所示,錫須通常會穿透塗層。然而,若要造成可靠性風險,它必須穿透第二層塗層。

圖 1.即將穿透聚合物塗層的錫鬚。來源:Chris Hunt 博士,NPL

這種情況幾乎是不可能的,因為錫鬚很脆弱,當它嘗試穿透第二層鍍膜時會彎曲。請參閱圖 2。因此,塗層可以是一種非常有效的錫鬚緩解方法。

圖 2.錫胡須必須穿透兩層保護層,才會造成可靠性問題。

下一篇也是最後一篇關於錫須的文章將介紹如何使用FMEA(失效模式與影響分析)來制定減少錫須的策略。

乾杯

羅恩博士