作者：江志宏

        锡须(晶须)[Whisker]，元器件制造在导入无铅化的过程当中，为了维持零组件的可焊性常以镀纯锡来取代原用的锡铅，但是经过一段时间之后 ，在常温底下纯锡镀层就会长出树枝状的突出物，称之为锡须(晶须)，锡须与大家常说的离子迁移是完全不一样的东西，请大家要注意 ，如果锡须的长度太长会造成导体或零组件之间的短路，目前已经订定出相关的锡须检测标准还有锡须的环境试验测试方式可协助相关企业测试锡须的抑制方式，以及避免锡须的方法，以符合相关无铅制程的重金属的要求与标准 ，在高密度构装的电子产品里面(手机、PDA、MP3、汽车电子..等)，锡须的要求更是刻不容缓 ，庆声希望透过相关资料的收集与整理，帮助庆声的客户尽快导入锡须试验，提升与强化企业本身的竞争力。

下方为锡须生长出来之图片：

 

 

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 ■ 锡须注意事项整理：
 01  影响锡须成长的因素包括有13种
 02  各企业对于锡须的长度与试验要求都有所不同
 03  锡须的抑制或降低方式目前可整理出9种方式
 04  不同的试验方式对于锡须的生长会有所不同
 05  锡须与离子迁移是不同的东西，其试验方式与试验设备也不同
 06  不同国际规范对于锡须长度的量测方式也有所不同    

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 ■ 锡须容易生长的原因：
1.光亮的锡容易有锡须生长
2-1.纯锡表面容易受到自然晶体增长的攻击
2-2.锡纯度越高，形成锡须的机会就越大
3.[化学应力]是造成锡须自发性成长的最重要的驱动力

 ■ 锡须定义：

a.长>10um

b.有一致横切面形状

c.有陵有角

d.长/宽比>2

e.有条纹状

 ■ 锡须的长度计算方式：

a.JEDEC-22A121量法
b.JEDEC-201&IEC量法

 

 ■ 锡须长度的限制：

<25um、<30um、<45um、<50um、<60um

JESD201对于锡须长度的要求，依据试验方式不同，其长度也有所不同

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 ■ 锡须相关的国际试验标准：
 

JESD22A121(锡和锡合金表面处理的锡须增长测试方法)

JESD201(锡和锡合金表面处理的锡须之环境接受度需求)

JP002(当前通用的锡须理论和缓解实例指导方针)

JESD22-A104C(锡须试验检测(金像显微镜、光学显微镜、SEM)

 

 ■ 锡须的9种抑制或降低方式：

1.在铜金属与锡之间加一层阻挡层，如镍层

2.铜→镍→钯→金[形成阻碍层]

3.使用镍钯金的导线架(lead frame)

4.镀雾面锡(5um)

5.镀锡(10um)

6-1.喷雾锡或镀锡(8～12um )经24小时内，淬[退]火烘焙(150℃)1～2小时[后烘处理 post baking]

6-2.镀锡(> 7. 5um) +后烘处理

7.调高镀锡中银的含量

8.焊接工艺中引入的温度应力应该尽可能低

9.降低纯锡的铜含量或接触到铜

 

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 ■ 锡须(晶须)试验方式-室温环境储存：

适用机台：高低温试验箱
01	办公室室温，1000h (PGM下载)
02	20~25℃/30～80%R.H.，1500h、4230h(PGM下载)
03	30℃/60%R.H.，1500h、3000h(PGM下载)

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 ■ 锡须(晶须)试验方式-高温环境储存：

适用机台：高低温试验箱
01	55℃/2years、3400h(PGM下载)
02	90℃/400h(PGM下载 )

 

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 ■ 锡须(晶须)试验方式-温湿度储存：

	适用机台：高低温试验箱   01 50℃/85%R.H，1500h(PGM下载) 02 51℃/85%R.H，3000h(PGM下载) 03 55℃/ 80～95%R.H.，4230h(PGM下载) 04 55℃/85%R.H，2000h、4000h(1000h检查一次)(PGM下载) 05 60℃/85%R.H，4000h(PGM下载)   06 60℃/87%R.H，3000h (PGM下载) 07 60℃/90 ±5%R.H，3000h (PGM下载) 08 60±5℃/93(+2/-3) % R.H，1000h、4000h (PGM下载)   09 60℃/95%R.H，1000h、1500h (PGM下载) 10 85℃/85%R.H，500±4h(PGM下载) 11 85℃/85%R.H，1000h(PGM下载)
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■ 锡须(晶须)试验方式-温度冲击(TSK)：
	适用机台：冷热冲击机           01 -55 (+0/-10) ℃←→85(+10/-0)℃，20min/1cycle，1500cycles(500cycles检查一次)(PGM下载) 02  85±5 ℃←→-40(+5/-15)℃，20min/1cycle，500cycles(PGM下载) 03 -35±5℃←→125±5℃，驻留7min，500±4 cycles (PGM下载) 04 -55 (+0/-10) ℃←→80(+10/-0)℃，驻留7min、20min/1cycle，1000 cycles(PGM下载)
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■ 锡须(晶须)试验方式-温度循环(RAMP)：
	适用机台： 等均温快速温变试验箱   01 -40 ℃(30min)←→85℃(30min)，RAMP：5 ℃/min，2000 cycles(PGM下载) 02 -40 ℃(15min)←→125℃(15min)，RAMP：11 ℃/min，500 cycles(PGM下载) 03 -40 ℃(15min)←→125℃(15min) ，RAMP：15 ℃/min，54290cycles(PGM下载)
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■ 锡须(晶须)试验推荐委测实验室：
项目 公司 宜特科技 http://www.isti.com.tw/chinese/ 台湾（繁）    http://www.istks.com/isti/ 上海（简） http://www.istks.com/index/ 昆山（简） 台湾检验科技-SGS http://www.tw.sgs.com/zh_tw/home_tw 全国公证检验 http://www.intertek-twn.com ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------▲TOP