无铅电子产品的长期可靠度—锡须 可靠性技术 新手提问 08年11月21日 编辑 michael 取消关注 关注 私信 公司最近产品上的开关出现类似锡须的物质，目前开关采用度纯锡的方式，请教该如何解决此问题？？?谢谢！！！ 给TA打赏 共{{data.count}}人 人已打赏
fanweipin lv5lv5 08年11月24日 锡晶须的生长 【写在前面的话】电子与电器产品禁用含铅物质已经成为必然的要求。禁铅以前，电子封装引脚焊盘等金属表面大多选用共晶铅锡合金镀层来保证其可焊性。禁铅以后，铅锡共晶镀层均转成了无铅的镀层，最常见的就是纯锡镀层。当引脚镀层采用无铅焊料如纯锡或共晶锡铜合金时，人们发现了经过一段时间后在其上生长出许多长得很长的柱状锡晶须。锡晶须会导致引脚之间的电气短路，尖端放电，引起严重的可靠性问题。本文简要介绍锡晶须的危害、事故报告以及锡须的生长问题。 【关键词】晶须；无铅；可靠性；引线框架 1前言 元器件的引脚一般要镀上一层纯Sn或共晶Sn基合金钝化层，以增强焊接过程中引脚与焊料之间的反应能力。人们很早就发现各种基板和镀层的组合在某些条件下会在表面长出直径约几个mm、长度在几十mm到十多个毫米的须状晶体。晶须的生长本质上属于一种自发的、不受电场、湿度和气压等条件限制的表面突起生长现象，而以含Sn镀层表面生长的Sn晶须最典型。这些Sn晶须的直径，与SnCu镀层的晶粒尺寸量级相当，或垂直于表面或弯成一定角度。某些Sn晶须的长度足以直接造成相邻引脚之间暂时性或永久性短路（图1）。 晶须在静电或气流作用下可能变形弯曲，在电子设备运动中可能脱落造成短路或损坏。在低气压环境中，Sn晶须与 邻近导体之间甚至可能发生电弧放电，造成严重破坏。 表1给出了因锡须问题而发生的各种事故的报道。可见包括心脏起搏器、F15战斗机雷达、火箭发动机、爱国者导弹、核武器等各种电子产品中都曾发生过因晶须问题而导致的事故。值得指出的是在卫星等太空电子产品中也已经发生了数起由晶须问题引起的故障甚至严重事故。因此，Sn晶须问题成为无铅化进程的一个重要的可靠性问题。 文件下载：锡晶须的生长.pdf 密码或说明： 大小：463KB attach文件下载后改名pdf后缀
yeh lv6lv6 08年11月23日 [quote]原帖由[i]michael[/i]于2008-11-2313:00发表[url=pid=34317&ptid=4641][/url] 大侠，焊料供应商指的是锡膏，锡条，助焊剂等等吧， 可否明示该使用何种材质焊料较好呢？或可提供焊料配方与锡须的关系？ 感激万分！！！[/quote] 锡膏配方是很专业的学问我帮不上忙,需要你找供料商研究. 制造程序方面提些信息给你参考(找你司的制程工程师慢慢试验找到最佳的回焊条件) 回焊时那要看产品特性与零件特性,每一家的锡膏的建议曲线都不见得会一样,但在Reflow部份的名词解译都是一样,目的也是一样~ 升温->恒温->回焊->冷却 1.升温段,即由室温到恒温段,一般2degreeC~4degreeC/Sec 2.恒温段,目的在预热PCB与零件,若产品本身PCB与零件,吸散热快时,此一阶段就很重要,一般建议在120degreeC~160degreeC;60Sec~150Sec 3.回焊段,一方面使锡膏呈液态,一方面使锡膏内的助焊成份挥发清洁零件与PCB上的氧化物,再来使其零件与PCB上的PDA充份浸湿,到达高于无锡锡膏的溶锡温度以上时,液态的锡则会往零件与PCB上的PAD扩散. [u][b]4.冷却段,在无铅制程的焊锡点可靠性,在冷却段占了成败的关键,一般无铅焊锡,冷却段建议值在4degreeC/Sec以上,这部份的冷却若不足,容易造成锡须..这也就是多数SMT厂会使用氮气来协助冷却的原因.[/b][/u] 一般无铅锡膏理论是在217degreeC为溶锡点,但是这只是锡从半固态变成液态的温度,这还不包含其他因素(如PCB的材质,PCB布线方式,零件的选用等)所以一般无铅锡最高温实测多会超过230degreeC. 至于锡膏与Profile,每一家的锡膏与建议Profile都不见得会相同,因为锡膏会有球径的分别,适用的产品也不一样 其实Profile设置并没有一定的标准,主要是要看产品,与每个零件的规格限制,这部份都要花时间试~ 回焊制程在SMT里是扮演最重要的角色,回焊参数设置的不好,即使零件选用的再好,锡膏用的再好印刷印的再准,置件打的再准,也没用~ [[i]本帖最后由yeh于2008-11-2318:38编辑[/i]]
yeh lv6lv6 08年11月23日 [quote]原帖由[i]michael[/i]于2008-11-2313:00发表[url=pid=34317&ptid=4641][/url] 大侠，焊料供应商指的是锡膏，锡条，助焊剂等等吧， 可否明示该使用何种材质焊料较好呢？或可提供焊料配方与锡须的关系？ 感激万分！！！[/quote] 焊料供应商指的是锡膏，锡条
谢谢资料，又学到了不少。
想再请教一下：关于可靠性测试里面的锡须测试方法，测试后是怎样判定的呢？
（比如锡须需要小于50um?）
感謝~:):):):):)
内容太专业了
学习了，长知识
:):)
谢谢范工的资料很消息啊
也是别人的论文,大家共同学习哈!
范工给的资料很详细啊，学习了，以前还真的没有接触到这类的问题！
看来我还是初生牛犊啊！以后要向你们多学习学习！
锡晶须的生长
【写在前面的话】电子与电器产品禁用含铅物质已经成为必然的要求。禁铅以前，电子封装引脚焊盘等金属表面大多选用共晶铅锡合金镀层来保证其可焊性。禁铅以后，铅锡共晶镀层均转成了无铅的镀层，最常见的就是纯锡镀层。当引脚镀层采用无铅焊料如纯锡或共晶锡铜合金时，人们发现了经过一段时间后在其上生长出许多长得很长的柱状锡晶须。锡晶须会导致引脚之间的电气短路，尖端放电，引起严重的可靠性问题。本文简要介绍锡晶须的危害、事故报告以及锡须的生长问题。
【关键词】晶须；无铅；可靠性；引线框架
1前言
元器件的引脚一般要镀上一层纯Sn或共晶Sn基合金钝化层，以增强焊接过程中引脚与焊料之间的反应能力。人们很早就发现各种基板和镀层的组合在某些条件下会在表面长出直径约几个mm、长度在几十mm到十多个毫米的须状晶体。晶须的生长本质上属于一种自发的、不受电场、湿度和气压等条件限制的表面突起生长现象，而以含Sn镀层表面生长的Sn晶须最典型。这些Sn晶须的直径，与SnCu镀层的晶粒尺寸量级相当，或垂直于表面或弯成一定角度。某些Sn晶须的长度足以直接造成相邻引脚之间暂时性或永久性短路（图1）。
晶须在静电或气流作用下可能变形弯曲，在电子设备运动中可能脱落造成短路或损坏。在低气压环境中，Sn晶须与
邻近导体之间甚至可能发生电弧放电，造成严重破坏。
表1给出了因锡须问题而发生的各种事故的报道。可见包括心脏起搏器、F15战斗机雷达、火箭发动机、爱国者导弹、核武器等各种电子产品中都曾发生过因晶须问题而导致的事故。值得指出的是在卫星等太空电子产品中也已经发生了数起由晶须问题引起的故障甚至严重事故。因此，Sn晶须问题成为无铅化进程的一个重要的可靠性问题。
什么原因使锡须长出来呢？
能否说说？
嗯，深度学习。谢谢！！！
michael你这份帖子放错位置应该是在新手课堂与求助天地,请Admin把帖子移回正确位置.
[quote]原帖由[i]michael[/i]于2008-11-2313:00发表[url=pid=34317&ptid=4641][/url]
大侠，焊料供应商指的是锡膏，锡条，助焊剂等等吧，
可否明示该使用何种材质焊料较好呢？或可提供焊料配方与锡须的关系？
感激万分！！！[/quote]
锡膏配方是很专业的学问我帮不上忙,需要你找供料商研究.
制造程序方面提些信息给你参考(找你司的制程工程师慢慢试验找到最佳的回焊条件)
回焊时那要看产品特性与零件特性,每一家的锡膏的建议曲线都不见得会一样,但在Reflow部份的名词解译都是一样,目的也是一样~
升温->恒温->回焊->冷却
1.升温段,即由室温到恒温段,一般2degreeC~4degreeC/Sec
2.恒温段,目的在预热PCB与零件,若产品本身PCB与零件,吸散热快时,此一阶段就很重要,一般建议在120degreeC~160degreeC;60Sec~150Sec
3.回焊段,一方面使锡膏呈液态,一方面使锡膏内的助焊成份挥发清洁零件与PCB上的氧化物,再来使其零件与PCB上的PDA充份浸湿,到达高于无锡锡膏的溶锡温度以上时,液态的锡则会往零件与PCB上的PAD扩散.
[u][b]4.冷却段,在无铅制程的焊锡点可靠性,在冷却段占了成败的关键,一般无铅焊锡,冷却段建议值在4degreeC/Sec以上,这部份的冷却若不足,容易造成锡须..这也就是多数SMT厂会使用氮气来协助冷却的原因.[/b][/u]
一般无铅锡膏理论是在217degreeC为溶锡点,但是这只是锡从半固态变成液态的温度,这还不包含其他因素(如PCB的材质,PCB布线方式,零件的选用等)所以一般无铅锡最高温实测多会超过230degreeC.
至于锡膏与Profile,每一家的锡膏与建议Profile都不见得会相同,因为锡膏会有球径的分别,适用的产品也不一样
其实Profile设置并没有一定的标准,主要是要看产品,与每个零件的规格限制,这部份都要花时间试~
回焊制程在SMT里是扮演最重要的角色,回焊参数设置的不好,即使零件选用的再好,锡膏用的再好印刷印的再准,置件打的再准,也没用~
[[i]本帖最后由yeh于2008-11-2318:38编辑[/i]]
[quote]原帖由[i]michael[/i]于2008-11-2313:00发表[url=pid=34317&ptid=4641][/url]
大侠，焊料供应商指的是锡膏，锡条，助焊剂等等吧，
可否明示该使用何种材质焊料较好呢？或可提供焊料配方与锡须的关系？
感激万分！！！[/quote]
焊料供应商指的是锡膏，锡条
大侠，焊料供应商指的是锡膏，锡条，助焊剂等等吧，
可否明示该使用何种材质焊料较好呢？或可提供焊料配方与锡须的关系？
感激万分！！！
锡须是锡结晶物会自然生成应该与焊料供应商讨论修改配方