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锡须产生的原因分析

锡须是在锡表面自然生长的锡晶体,锡须对于电子产品的损害非常大。锡须是怎么产生的一直受到大家的关注,及时的了解锡须的锡须的生产原因,并且有针对性的抑制锡须的生长,可以有效的延长电子产品的使用寿命。松盛光电来给大家介绍锡须产生的原因,来了解一下吧。

金属间化合物的形成

当锡与其他金属(如铜)接触时,在一定条件下会发生相互扩散,形成金属间化合物。以锡铜合金为例,在室温下铜原子便会自然地扩散进入锡产生 Cu₆Sn₅介面金属合金 IMC。随着时间的推移,这种金属间化合物的不断生长会产生一种推力,迫使锡层受到推挤的应力。当这种应力达到一定程度时,就可能促使锡原子沿着晶体边界扩散,形成锡须。

外部应力作用

机械应力:机械应力的产生通常是外来的,尤其是压缩性的机械应力,更容易加速锡须的生长。例如,当连接器与软性印刷电路板(FPC)连接时,连接器会对 FPC 引脚产生夹持压力,在这种压力作用下,FPC 上的金属引脚边缘处就容易出现锡须。

热应力:热应力指产品遭受高、低温度变化时,相结合的两材料因膨胀系数的不同所产生的压缩或拉张力。锡的膨胀系数比铜高,因此在制程中经常由回流焊后回到室温时,锡镀层实际是承受到铜底材牵制产生的拉张力,但仍可发现锡须的发生。其原因可能是化学应力之自发性锡须成长应力远大于热应力,及镀层中任何不均匀性造成的局部性压缩应力。

环境因素

温度:温度对锡须的生长有显著影响。一般来说,在室温附近,锡须生长较为明显。升高温度可以加快锡原子的扩散速度,有利于锡晶须生长,但当温度过高时,应力会被松弛,反而不利于锡须生长。例如,在一些高温环境下工作的电子设备,锡须的生长速度可能会加快。

湿度:湿度对锡须生长也有影响。相对湿度越高尤其是当相对湿度达到 85% 以上时,锡须生长越快。这是因为在高湿度环境下,锡表面可能会形成一层薄薄的水膜,这层水膜可以作为电解质,促进电化学反应的进行,从而加速锡须的生长。


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