摘要:通过扫描电镜观察,研究不同处理工艺中电子元件引线框架表面Sn—Cu电镀层上锡须的形成与长大,结果显示,高温高湿处理易于促使锡须的形成与长大,经过一定的时间后,锡须生长速度减缓;循环热处理或室温处理对锡须的形成影响较小;当施加恒定外应力后进行室温处理,锡须的形成完全受到抑制。锡须的形成与长大是由于电镀层中存在压应力,压应力促使镀层中锡发生再结晶并长大成锡须。
关键词:无铅电镀;锡须;热处理;压应力
由于环境保护的影响,欧盟要求所有进入该市场的电子电器产品必须满足无铅化,这使得电子产品的无铅制程受到生产厂家越来越多的关注。尽管许多的研究表明无铅组装是可行的,而且有某些有利的特点,但在无铅制程中,有许多问题需要解决,其中锡须的影响是关键问题之一。锡须是镀层表面自发生长而延长的锡单晶体,其尺寸较小,低倍下无法观察到,而只能借助高倍仪器如扫描电子显微镜才能发现。锡须的直径大约一到三个微米,长度从几个微米到几百个微米不等,形状多样,如直线状、弯曲形、开叉等J,。锡须有惊人的高电流负载
能力,通常为10mA,最大可达50mA,这样的电流对电子集成电路来说是致命的。1998年美国银河4号卫星,由于其内部电路中锡须短路导致其功能失效。基于锡须对电子电器产品的巨大威胁,人们对其机理进行了广泛的研究J,然而对影响无铅镀层上锡须的产生环境因素却研究得比较少。本文模拟笔记本电脑中电子元件的实际工作环境,研究了温度及湿度等因素对电子元件引线框架表面无铅Sn—Cu电镀层上锡须的形成与长大影响。
1试验方法
通过电镀工艺,在电子元件引线框架表面的铜箔(铜箔尺寸为20m×10m×30m)上电镀平均厚度为1m的无铅共晶sn一0.7Cu合金,再把所制成的电子元件放置在不同的温度与相对湿度环境下进行处理,具体工艺见表1。采用JSM一6360扫描电镜对样品进行观察分析,以确定镀层上锡须的形成与生长状况。

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