鍍錫最難解決的晶須不良對(duì)策

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Source：轉(zhuǎn)發(fā)自“樂(lè)將電鍍資訊”    View：9462    Time：2020/5/20 14:51:46

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首先我們要了解一下什么是晶須？


晶須是鍍后通過(guò)自然生長(zhǎng)，在金屬產(chǎn)品表面上生成的長(zhǎng)針狀或節(jié)狀金屬單晶的現(xiàn)象。這種晶須最讓人頭疼的是它在電子電路之間生長(zhǎng)，這會(huì)導(dǎo)致短路使設(shè)備不工作 。經(jīng)我們電鍍從業(yè)者多年的研究結(jié)果表明這種不良產(chǎn)生原因主要來(lái)自于以下：


1. 電鍍后各金屬間化合物/擴(kuò)散的影響


2. 電鍍后各金屬電位差產(chǎn)生的原電池腐蝕影響


3. 由于熱膨脹系數(shù)不同而引起的應(yīng)力的影響


4.  外應(yīng)力的影響
 
 

 下表顯示了當(dāng)前大家正在研究的晶須測(cè)試方法和晶須發(fā)生情況。

晶須測(cè)試結(jié)果圖

那要怎么來(lái)控制這類(lèi)晶須呢？


通過(guò)深入與國(guó)內(nèi)外電鍍大師交流請(qǐng)教學(xué)習(xí)，我們樂(lè)將團(tuán)隊(duì)幫大家總結(jié)以下3個(gè)措施建議大家可往這些方向去嘗試抑制錫晶須。




（1）：改變打底鍍層工藝類(lèi)型來(lái)改善
通過(guò)改變打底鍍層的類(lèi)型（通常是鎳或銅鍍層），我們可以看到金屬間化合物的生長(zhǎng)或擴(kuò)散速率存在很大的差異。


 下面2張圖展示對(duì)比出了鎳和銅底鍍層之后鍍錫層的SEM觀察照片，在室溫20000Hr放置后對(duì)純錫鍍層的蝕刻。在使用鍍銅打底層的情況下，銅錫化合物沿著錫的晶界呈“駝峰”形狀生長(zhǎng)，而使用鍍鎳層打底的則以薄箔的形式生長(zhǎng)。


所以從此我們可推測(cè)通過(guò)鍍鎳打底鍍層獲得的晶須抑制效果較理想是因?yàn)殒囧a化合物層是以薄箔狀生長(zhǎng)，從而緩解了純錫鍍層的內(nèi)部應(yīng)力。

2）：.利用鍍錫合金鍍層來(lái)改善


在鍍錫工藝中添加第二金屬的方法也被認(rèn)為是抑制晶須或提高焊料潤(rùn)濕性的有效方法。下圖展示出了各種基于Sn的鍍覆，將其置于室溫20000Hr并進(jìn)行蝕刻處理之后觀察化合物層的生長(zhǎng)的結(jié)果。 

第二種金屬的添加顯示出Sn化合物生長(zhǎng)的巨大差異。在Sn-Pb鍍層和Sn-Bi鍍層中，“駝峰形”化合物的粒徑小于Sn鍍層，在Sn-Cu鍍層中，其呈“柱狀”生長(zhǎng)而不是“駝峰形”。您可以看到它們的運(yùn)行生長(zhǎng)狀況。通過(guò)室溫存儲(chǔ)測(cè)試的結(jié)果表明：每種晶須的晶須控制效果均大于鍍純錫。另外，通過(guò)配合我們樂(lè)將團(tuán)隊(duì)第一點(diǎn)介紹的打底鍍層可以更進(jìn)一步改變Sn基鍍層的化合物形成狀態(tài)或擴(kuò)散行為，從而可以獲得更高的晶須抑制效果。






（3）：加強(qiáng)電鍍后的后處理來(lái)改善


電鍍后進(jìn)行熱處理（退火處理）也是有效的。下圖顯示了在產(chǎn)品上進(jìn)行鍍錫后（是否進(jìn)行后處理）在室溫下放置20000Hr后化合物層生長(zhǎng)的對(duì)比結(jié)果。表明，熱處理抑制了Cu 6 Sn 5化合物的生長(zhǎng)。

我們樂(lè)將團(tuán)隊(duì)在本篇文章介紹了可以通過(guò)改進(jìn)諸如“打底鍍層”，“合金錫鍍層”和“后處理”之類(lèi)的方法來(lái)抑制金屬間化合物的生長(zhǎng)。此外有些產(chǎn)品使用環(huán)境與要求不同還會(huì)產(chǎn)生如“由腐蝕引起的晶須”，“由熱膨脹系數(shù)不同引起的晶須”和“由外應(yīng)力引起的晶須”會(huì)有許多形形色色不同的不良發(fā)生，需要各位同仁再采取更針對(duì)性的改善工藝和方法，如有興趣可以聯(lián)系我們，也可以進(jìn)入最專(zhuān)業(yè)電鍍論壇與各位大師一同來(lái)交流解決。

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