【技術解析】錫膏技術破局錫晶須
守護電子制造可靠性
?? 微觀機理 · 應力控制 · 解決方案
一、錫晶須的形成與生長條件
錫晶須是從錫或鍍錫金屬表面自然生長出的須狀純錫晶體，其形成過程涉及金屬晶體的物理位移，通常由焊接后的應力引起。其生長是一種在應力梯度作用下的室溫蠕變行為，需要同時具備三個條件：
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1. 應力源：
這是錫晶須生長的動力來源，像 Cu/Sn 界面間形成的金屬間化合物 Cu6Sn5 對錫層產(chǎn)生的壓應力就是常見的應力源。 -
2. 氧化層束縛：
為錫原子的擴散和聚集提供了一定的空間限制。 -
3. Sn原子長范圍擴散：
使得錫原子能夠在應力作用下移動并形成錫晶須。
二、錫晶須的形成機理
錫須的生長機理尚未完全明了，但研究表明，鍍層內(nèi)部的壓應力是錫須生長的主要驅動力。具體來說，在電子制造中，錫與銅之間會相互擴散，進而形成金屬間化合物（IMC）。這一過程會使錫層內(nèi)應力迅速增大，促使錫原子沿著晶體邊界擴散，從而產(chǎn)生錫須。
壓應力的來源多樣，包括：
- ● 機械應力：可能來自于元器件安裝時的擠壓。
- ● 熱應力：在電子產(chǎn)品工作過程中，因不同材料熱膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生。
- ● 化學應力：與錫和其他金屬的化學反應息息相關。
三、錫膏與錫晶須的關聯(lián)
錫膏的使用與錫晶須的形成有著密切的聯(lián)系。錫膏成分、印刷及焊接工藝等都會對錫晶須的形成產(chǎn)生影響：
合金元素的種類和比例、助焊劑的質(zhì)量等都會改變錫層的晶體結構、內(nèi)應力狀態(tài)以及氧化層的完整性。
錫膏印刷厚度直接決定后續(xù)錫層厚度，過厚或過薄都可能增加錫晶須生長風險。
回流焊的溫度曲線（升溫速率、峰值溫度、保溫時間）會影響 IMC 的形成速率與形態(tài)，進而影響錫晶須的產(chǎn)生。
四、晨日科技的應對之道
晨日科技作為電子化工產(chǎn)品領域的佼佼者，針對錫晶須問題，在錫膏產(chǎn)品研發(fā)和工藝控制上采取了一系列有效措施。
（一）錫膏產(chǎn)品研發(fā)
- ? 優(yōu)化合金配比：精心調(diào)配錫膏中合金元素的比例，優(yōu)化錫層的晶體結構。
- ? 嚴格把控助焊劑：確保優(yōu)質(zhì)的助焊劑在焊接后能在錫層表面形成均勻且穩(wěn)定的氧化層，這層氧化層能束縛錫原子，阻止其隨意擴散，進而抑制錫晶須的生長。
（二）錫膏印刷與焊接工藝控制
- ? 精準控制印刷厚度：憑借先進的印刷設備和精準的工藝控制，確保錫膏印刷厚度恰到好處，避免因過厚或過薄導致應力分布不均或累積。
- ? 優(yōu)化回流焊溫度曲線：精心調(diào)試升溫速率、峰值溫度和保溫時間。緩慢的升溫速率能減少熱應力的產(chǎn)生；合適的峰值溫度和保溫時間則能保證 IMC 的生長處于理想狀態(tài)。
錫晶須問題可能引發(fā)元件和引線間短路，導致電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障。
晨日科技在錫膏產(chǎn)品和工藝上的持續(xù)創(chuàng)新，為廣大電子制造企業(yè)提供了可靠的解決方案。我們將繼續(xù)秉持專業(yè)、創(chuàng)新的精神，在電子化工產(chǎn)品領域深耕細作，助力電子制造行業(yè)邁向更高質(zhì)量的發(fā)展階段。
