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锡须 IV:缓解

乡亲们

在上一篇关于锡须的文章中,我们讨论了检测问题。在这篇文章中,我们将介绍如何缓解。由于压应力是产生锡须的主要原因,因此尽量减少这些应力将有助于缓解锡须的形成。有几种方法可以达到减少压应力的目的。第一种方法是建立一种生产亚光表面而非亮锡表面的工艺。经验表明,具有较大晶粒尺寸的缎面或哑光锡表面处理比光亮锡表面处理具有更低的内部压应力。研究表明,避免光亮锡表面处理可将锡须的形成减少十倍以上。较厚的锡层通常会减少压应力。

由于锡中压应力的主要来源是铜向锡中的扩散,因此最大限度地减少这种扩散将大大减少锡须的形成。最大限度地减少铜扩散的一个行之有效的方法是在铜和锡之间加入闪镍。由于镍在最初的金属间形成后不会轻易扩散到锡中,因此在许多情况下几乎可以完全消除锡须的形成。

在锡中添加少量的铋也可以减少锡须的形成。铋固溶体可强化锡。这种强化通常会减少锡须的形成。

另一种缓解方法是使用涂层。丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯、碱硅酸盐玻璃和对二甲苯 C 都已被使用。对二甲苯 C 似乎最有前途。

通常情况下,锡须会穿透涂层,如图 1 所示。但是,如果要造成可靠性风险,锡须必须穿透第二层涂层。

图 1.即将穿透聚合物涂层的锡须。资料来源:NPL 克里斯-亨特博士:克里斯-亨特博士,国家公共图书馆

这种情况几乎是不可能的,因为锡须很脆弱,在试图穿透第二层涂层时会弯曲。见图 2。因此,涂层是一种非常有效的锡须减缓方法。

图 2.锡须必须穿透两层保护涂层,才能影响可靠性。

下一篇也是最后一篇关于锡须的文章将介绍如何使用FMEA(失效模式和影响分析)来制定减少锡须的策略。

干杯

罗恩博士