晶須是一種在金屬材料中形成的細(xì)長(zhǎng)絲狀晶體，這種微小結(jié)構(gòu)可能在電子或電氣產(chǎn)品中出現(xiàn)。晶須的形成通常與金屬晶體的非均勻擴(kuò)張有關(guān)，可能由應(yīng)力或其他外部因素引起。錫、鎘、鋅等金屬是容易產(chǎn)生晶須的典型材料，其中錫晶須尤為常見。晶須的存在可能對(duì)電子產(chǎn)品的性能和可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響，因此在電子制造過程中，控制和預(yù)防晶須的形成顯得尤為重要。

晶須的成因與影響

晶須的形成過程通常涉及金屬晶體的物理位移，這種現(xiàn)象可能由焊接后的內(nèi)應(yīng)力引起。晶須的形態(tài)多樣，可能呈現(xiàn)直線、彎曲、扭結(jié)或環(huán)形等形狀，其截面形狀也各異，包括星形、帶形、不規(guī)則多邊形和花形等。晶須的長(zhǎng)度可以從幾微米到數(shù)毫米不等，表面可能帶有縱向條紋或凹槽。

晶須的存在可能導(dǎo)致以下危害：

1. 永久性短路：晶須生長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度后，可能使兩個(gè)不同的導(dǎo)體短路，尤其在低電壓、高阻抗電路中，可能產(chǎn)生穩(wěn)定持久的短路。

2. 短暫性短路：在高電壓下，電流可能超過晶須所能承受的電流，導(dǎo)致錫須熔斷，從而產(chǎn)生瞬時(shí)短路。

3. 殘屑污染：在振動(dòng)環(huán)境中，錫須可能從鍍層表面脫落或折斷，形成殘屑，引發(fā)電路短路或精密機(jī)械的故障。

4. 真空中的金屬蒸汽電?。?/strong>在航天器真空環(huán)境中，錫須短路可能導(dǎo)致金屬蒸發(fā)放電，誘發(fā)穩(wěn)定的等離子電弧，迅速毀壞電子設(shè)備。

錫須試驗(yàn)的重要性

錫須試驗(yàn)是一種重要的材料可靠性驗(yàn)證方法，尤其是在精密元件的生產(chǎn)工藝中。

通過模擬不同環(huán)境條件下的腐蝕行為，可以預(yù)測(cè)金屬材料在實(shí)際使用過程中的耐腐蝕性能和失效風(fēng)險(xiǎn)，從而降低生產(chǎn)過程中的安全隱患和成本損失。

錫須試驗(yàn)的主要目的包括：

1. 評(píng)估材料穩(wěn)定性和耐腐蝕性：篩選出具有優(yōu)異耐腐蝕性能的金屬材料，為工業(yè)制造過程中的材料選擇提供重要依據(jù)。

2. 研究金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能：揭示金屬材料在高溫環(huán)境下的腐蝕機(jī)制和演化規(guī)律，深入了解材料的物理化學(xué)性質(zhì)及其與腐蝕行為之間的關(guān)系。

錫須的試驗(yàn)方法

常見的錫須試驗(yàn)方法是通過環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行加速模擬，金鑒實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作，確保每一個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)都精準(zhǔn)無誤地符合標(biāo)準(zhǔn)要求。目前做得最多的方法是以下幾種：

1.高溫高濕時(shí)錫須生長(zhǎng)曲線

2.冷熱沖擊時(shí)錫須生長(zhǎng)曲線

3.室溫時(shí)錫須生長(zhǎng)曲線

4.施加縱向壓力時(shí)錫須生長(zhǎng)曲線

錫須建議解決方法：

1、鍍層工藝的改進(jìn)，在Cu上鍍鎳，鎳上鍍鈀，鈀上鍍金，主要在形成Cu擴(kuò)散的障礙層，避免Cu直接和Sn經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成Cu5Sn6介面金屬合金IMC，產(chǎn)生應(yīng)力。

2、鍍較厚的Sn層，厚度約8-12um，如此于表面的Sn面收到下方因Sn、Cu翻譯傳送而來的應(yīng)力相對(duì)會(huì)變小。應(yīng)力一邊小，相對(duì)的Sn表面就比較不容易長(zhǎng)錫須。

3、于電鍍前后進(jìn)行退火熱處理，一般退火處理?xiàng)l件可以是150度/1~2小時(shí)，退火之目的及效果有消除加工應(yīng)力，IMC厚度變均勻，防止再結(jié)晶或晶粒長(zhǎng)大。

4、鍍霧面錫，霧面錫表面有較大之晶粒（~5um）（亮錫晶粒~0.2um），又錫須一般直徑與表面晶粒相近，故雖然鍍霧面錫可能無法阻止錫須成長(zhǎng)，但錫須不會(huì)很長(zhǎng)，比較不容易造成產(chǎn)品的短路失效。