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对于“锡虫”作为关键任务产品中可靠性 问题却未受重视这一现象,至今仍难以理解

乡亲们

我最近关于锡须的那篇博文 让我联想到“锡害”这一现象( 存储芯片 )。 我不得不承认,尽管大家对锡须存在诸多合理的担忧(可靠性 ),但我还是感到惊讶,因为对于“锡害”的风险,却几乎没有引起同等程度的关注。

诚然,锡虫比锡须要罕见得多。尽管许多人抱怨我们对锡须的了解还不够,但我们既能轻松地诱发锡须,也能让其中绝大多数消失。相比之下,研究表明,要诱发锡虫却非常困难。

想要重温“锡害”相关知识的读者,可参阅这篇博客文章,或阅读我的综述论文《锡害:无铅焊接中难以捉摸的威胁?》,发表于《失效分析与预防杂志》第10卷第6期,2010年12月,第437-443页(共7页)。

密度 锡害是锡在温度低于13oC时,从β相(白锡或正常锡)向α相(灰锡)发生同素异形体转变所致。该转变伴随着密度 从7.31g/cm2变为5.77g/cm2。 密度( )的降低会导致锡膨胀,从而破坏原始锡制品或焊点的结构,如下图所示。

一块边缘粗糙、闪闪发光的银色金属块,置于网格背景上。

既然“锡虫”现象如此罕见,我为何还要将其视为可靠性 的潜在风险?鉴于数十亿块关键任务电路板(焊点 )长期暴露在低温环境中,出现“锡虫”似乎在所难免。低温的影响具有累积性,即使天气转暖,这种影响也不会逆转。应用 风险最大的当属汽车、移动设备 通信塔以及军事装备。

考虑到通常的锡须缓解措施,那种未经缓解的“锡害”现象可能更为常见,这并不让我感到意外。

如何解决这个问题?在无铅焊料中添加约0.5%的锑(Sb) 或2%的铋,基本上可以消除锡疫。另一个额外的好处是,还能抑制锡须的形成。然而,即使向无铅焊料中添加如此微量的锑(Sb) 或铋,也需要进行彻底的评估。即使只是添加如此微量的合金元素,也会显著改变焊料的属性 。

节日快乐!

罗恩博士