锡须的生长
fa测试项目及简写
统一名称X-RAYSEM/EDSFTIRSAMXRFOMSMThermal Analysis Cross section Dye&PryPullShearDecap Solderability Solder Stress Tin Whinsker Gas CorrosionICSIRCAFECMAdhesionLCRFA测试相关客户常用测试名称破坏性/非破坏性X-RAY;X-RAY image; X-Ray inspection；X-射线透射；X-射线；X-射线分析非破坏性测试SEM/EDS; SEM; SEM/EDX; 扫描电镜；成分分析（无机物）非破坏性测试FTIR; IR；傅里叶红外；红外光谱；红外；红外显微镜；成分分析（有机物）非破坏性测试SAM;C-SAM;超声扫描；声学显微镜非破坏性测试XRF,X-RAY Fluorescen;X-射线荧光；X-ray 膜厚仪非破坏性测试OM;Optical Microscopy;显微镜观察；光学显微镜观察；非破坏性测试SM；Stereo Microscopy;体式镜观察；立体显微镜；外观检查非破坏性测试Thermal Analysis；红外热像非破坏性测试Cross section；Cross-section；切片；微切片；剖面破坏性测试Dye&Pry;染色拉拔；染色起拔；染色渗透；红墨水测试破坏性测试Pull；tension；拉力破坏性测试Shear；Push；推力，剪切力破坏性测试Decap;Decapsolution；开封；开盖； 芯片开封；芯片去封装；去塑封破坏性测试Solderability；Dip&Look;Solder Float;Wetting Balance; 可破坏性测试焊性；浸锡；漂锡；润湿平衡；润湿称量Solder Stress;Heat Resistance；耐热性，耐焊接热破坏性测试Tin Whinsker;锡须；锡须培养；锡须观察破坏性测试Gas Corrosion;Mixed Gas；Flow gas corrosion；气体腐蚀;腐蚀气体;H2S气体破坏性测试腐蚀；SO2气体腐蚀；NO2气体腐蚀;Cl2气体腐蚀；混合气体；IC, Ion Contamination；离子污染；洁净度；离子含量；NaCl当量破坏性测试SIR；Surface Insulation Resistance；表面绝缘阻抗破坏性测试CAF;Conductive Anodic Filament (CAF) Resistance Test;阳极丝破坏性测试ECM；Resistance to Electrochemical Migration；电化学迁移破坏性测试Adhesion;Mask Adhesion;Tape Test;Cross-hatch Test;阻焊膜附着力测试；附破坏性测试着力测试；胶带测试；百格测试LCR；电感，电容，电阻测试非破坏性测试主要测试目的检测内部缺陷（裂纹，气泡，桥连，断裂等）表面/断面分析，无机物成分分析；尺寸测量表面分析，有机物成分分析探测芯片内部分层，裂纹测量微米、纳米级厚度；主要看Au层厚度放大观察；尺寸测量样品检查，放大观察分析样品表面温度分布情况检测内部结构/缺陷;尺寸测量看BGA内部断裂情况及分布评价带引线器件焊点强度评价无引脚器件焊点强度检查芯片IC及封装内部缺陷评价元器件或PCB的可焊接性能评价PCB板耐焊接温度的性能评价密间距器件锡须生长能力评价器件抗腐蚀性气体能力评价PCB或PCBA表面离子含量评价助焊剂或PCB板在温湿度条件下是否降级评估PCB内部阳极丝增长的倾向评价PCB表面评价阻焊膜的附着力；评价油漆的附着力测量器件LCR值。
微连接讲义-第五章
三、质量检查方法
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质量检查方法
微焦点X射线
用于内引线丝球焊、外引线钎焊接头的缺陷检查
目视
通过对钎焊焊点外观形状、光泽等的观察，判断虚焊、钎料量多少 等 通过图象显示，放大焊点图象
激光-温度响应
用较小功率激光照射已经完成的焊点，根据其热响应判断焊接质量
自动检测
通过计算机图象采集及处理系统，自动判别焊点质量
墓石缺陷
现象
片式元件组装焊接后，一些元件出现一端脱离焊盘并直李起来的现象。
原因
两端的金属化端与钎料的初始润湿不一致
问题：为避免墓石缺陷的发生
是采用共晶成分的钎料还是偏离共晶点成分的钎料？ 是采用慢速加热工艺曲线还是快速加热工艺曲线？
34
可靠性与缺陷
电子封装技术专业
破坏性检查
抽检焊点的强度和组织
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可靠性与缺陷
电子封装技术专业
微焦点X射线检查方法
丝球焊接头的微焦点X射线照片
QFP器件引线钎焊接头微焦点X射线照片
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可靠性与缺陷
电子封装技术专业
激光-温度响应方法
红外探头
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可靠性与缺陷 电子封装技术专业
Flip chip焊点界面的金属间化合物生长
初始状态
200h-150 ℃
500h-150 ℃
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可靠性与缺陷
1500h-150 ℃
电子封装技术专业 Fra bibliotek老化时间对接头强度的影响
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可靠性与缺陷
电子封装技术专业
Manson-Coffin方程
N f = C ⋅ Δε
−n p
N f 循环次数
C 常数 f 循环频率
温度循环条件下镀层表面的Sn须生长行为
温度循环条件下镀层表面的Sn须生长行为张金松;李娟娟;吴丰顺;朱宇春;安兵;吴懿平【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2007(038)011【摘要】采用TO220封装的电子元件,研究了在温度循环条件下,元件Cu引脚上纯Sn镀层的Sn须生长行为.研究发现,Sn须在温度循环条件下的生长呈现出较高速率、较高密度、较一致长度的特点.随着温度循环次数的增加,Sn须密度和长度不断增加;与此同时,镀层表面Sn须的附近区域出现凹坑.研究表明,Cu-Sn金属间化合物的生长速率很快,使得镀层内部压应力增大,Sn须生长驱动力增加;同时,不同材料热失配产生的低周疲劳热应力,为Sn须的生长提供了额外的驱动力.此外,交变的热应力更容易破坏表面氧化膜促进Sn须的生长.满足应力条件和取向条件的晶粒首先发生Sn须生长,高密度的Sn须生长诱发部分晶粒发生向内的变形,在镀层表面形成大量的凹坑.【总页数】4页(P1837-1840)【作者】张金松;李娟娟;吴丰顺;朱宇春;安兵;吴懿平【作者单位】华中科技大学,武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TB331;TG113【相关文献】1.Sn-Zn-Ga-Pr钎料表面锡须的自发生长 [J], 叶焕;薛松柏;薛鹏;陈澄2.热-剪切循环条件下Sn3.5Ag0.5Cu/Ni界面化合物生长行为 [J], 齐丽华;黄继华;赵兴科;张华3.钢铁表面Cu-Sn-P/Ni-Sn-P合金复合镀层的结构和性能 [J], 李道华4.温度循环条件下电镀液配方对镀层Sn须生长的影响 [J], 张金松;朱宇春;李娟娟;吴懿平5.热-剪切循环条件下Sn-3.5Ag-0.5Cu/Cu(Ni)界面化合物生长行为研究 [J], 齐丽华;黄继华;张建纲;王烨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
无铅焊点可靠性的研究进展
丸必診专题综述碍荡无铅焊点可靠性的研究进展邹阳，郭波，段学俊，吴庆堂，魏巍，吴焕（长春设备工艺研究所，长春130012）摘要：文中根据近两年来国内无铅钎料研发过程中存在的问题，简要评述了无铅钎料的研究进展及发展趋势，并着眼于焊点可靠性对无铅钎料进行了评述。
首先介绍影响无铅焊点可靠性的因素；其次汇集了2012-2018年国内学者对无铅钎料焊点可靠性的研究方法及研究成果，并结合加载载荷及热循环共同作用、有限元模拟分析、电迁移及锡须生长影响无铅焊点性能的4个方面对无铅焊点可靠性进行了分析；最后结合以上研究成果针对无铅钎料的未来发展进行展望，为新型无铅钎料的进一步研究提供理论支撑。
关键词：无铅钎料；焊点可靠性；外加载荷及热循环；电迁移；锡须中图分类号：TG4540前言随着IC集成电路的迅猛发展，其已经从大规模集成电路（LSI）向着超大规模和甚大规模（ULSI）的方向发展。
电子元件的发展越来越精密，在印刷电路板上的安装密度越来越大。
研究如何进一步改善钎料的物理性能，提高焊点的抗拉强度和抗蠕变的能力，进而延长电子设备服役时间的问题显得愈发紧迫和重要。
在传统的钎焊工艺中，SnPb系列钎料具备价格低廉、可焊性较高和导电性能优秀等重要的优势，SnPb系列钎料已经被大量运用于电子工业界的焊接当中。
然而，由于Pb作为有毒重金属，其对环境和生物具有毒害作用，近年来国内外相关机构学者探索研究使用无铅钎料作为传统SnPb钎料的替代品⑴。
这种趋势符合当下科技发展要求，是势在必行的。
无铅钎料要代替传统的SnPb系列钎料，必须具备以下性能⑵：①其全球储量足够满足市场需求。
某些元素（如锢和钳）储量较小，因此只能作为无铅钎料中的微量添加成分；②无毒性。
某些在考虑范围内的替代元素（如镉、确）是有毒的。
而某些元素（如铸）如果改变毒性标准的话，也可以认为是有毒的；③相变温度（固/液相线温度）与SnPb钎料相近；④足够的力学性能：剪切强度、等收積日期：2021-05-21doi：10.12073/j.hj.20210521003温疲劳抗力、热机疲劳抗力及金属学组织的稳定性；⑤良好的润湿性；⑥可接受的成本价格。
单元-再流焊接技术
4．激光再流焊 加热方法： 激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是利用激光
光束直接照射焊接部位而产生热量使焊膏熔化, 而形成良 好的焊点。 激光焊是对其它再流焊方式的补充而不是替代，它主要应 用在一些特定的场合。
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优点： • 可焊接在其他焊接中易受热损伤或易开裂的元 器件； • 可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条 和增添某些元件，而无须对整个电路板加热； • 焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会使 电路板翘曲； • 焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层， 所以焊点质量可靠。
外观
加热系统
控制系统
回
动力系统
流
炉 助焊剂管理
冷却系统
氮气系统 其他
再流焊类型 再流焊由于采用不同的热源，再流焊机有：热
板再流焊机、热风再流焊机、红外再流焊机、红外 热风再流焊机、汽相再流焊机、激光再流焊机等。
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1.对流/红外再流焊（简称：IR） 加热方法:采用红外辐射及强制热风对流的复合 加热方式。 优点： 可弥补下列问题 色彩灵敏度：基板组成材料和元件的包封材料 对红外线的吸收比例不同； 阴影效应：辐射被遮挡而引起的升温不匀。
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空气中的潮气在其表面产生水分，另外焊膏中的水分也 会导致锡珠形成。在贴装前将印制板和元器件进行高温 烘干作驱潮处理，这样就会有效地抑制锡珠的形成。夏 天空气温度高湿度大，当把焊膏从冷藏处取出时，一定 要在室温下放置4～5小时再开后盖子。否则在焊膏的界 面上形成水珠，水汽的存在容易产生锡珠 。 若采用无铅焊料，因为无铅焊料的抗氧化性差，焊膏中 氧化物含量会影响焊接效果，因为氧化物含量越高，金 属粉末熔化后结合过程中所受阻力就越大，再流时就不 利于金属粉末相节炉温及传送带速度两个参数来实 现。
Sn-Cu合金系钎料
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Sn-Cu钎料的电迁移现象 钎料的电迁移现象
• 铝互连引线中的电迁移： 铝互连引线中的电迁移：
在20世纪60年代，发现了铝导线中存在电迁移破坏，是由于晶界 20世纪60年代，发现了铝导线中存在电迁移破坏， 世纪60年代 扩散所致 单晶电迁移是晶格扩散， 单晶电迁移是晶格扩散，多晶的为晶界电迁移方式
Sn-Cu的润湿性 的润湿性
实验温度 /℃ 234 300 365 260 最大润湿力 /mg 602 565 648 533 润湿速度 /mV·s-1 145 120 365 124
合金系 Sn40Pb Sn1Cu Sn3Cu Sn3.5Ag
润湿时间/ 润湿时间/s 0.45 0.60 0.19 0.60
• 铜互连引线中的电迁移： 铜互连引线中的电迁移：
表面扩散所致
尹力孟，张新平. 电子封装微互连中的电迁移. 华南理工大学机械工程学院.
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解决电迁移现象的方法 解决电迁移现象的方法
• 解决铝导线中的电迁移问题： 解决铝导线中的电迁移问题：
在铝导线中加入少量的铜、 在铝导线中加入少量的铜、镁、硅、钛等溶质元素后，其抗电迁 钛等溶质元素后， 移性得到很大提高； 移性得到很大提高； 把铝导线加工成具有竹节而没有三晶交叉点的微结构， 把铝导线加工成具有竹节而没有三晶交叉点的微结构，或者采用 铝与一层或几层难熔金属形成多层结构，可以提高抗电迁移性。 铝与一层或几层难熔金属形成多层结构，可以提高抗电迁移性。
•
•
于登云，张亚辉，钟喜春，曾德长. 锡铜共 晶合金焊料的机械性能. 华南理工大学.
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Sn-Cu系无铅钎料的力学性能 系无铅钎料的力学性能
面向航天器型号的COTS_元器件选用策略
Vol. 40, No. 4航 天 器 环 境 工 程第 40 卷第 4 期430SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING2023 年 8 月https:// E-mail: ***************Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544面向航天器型号的COTS元器件选用策略薄 鹏1，汪 悦2*（1. 中国空间技术研究院； 2. 中国航天宇航元器件工程中心：北京 100094）摘要：为了实现COTS元器件在航天器中低成本高效应用，文章调研了商用塑封器件的工业基础、应用风险以及国内外各航天机构对COTS元器件的应用策略；针对COTS元器件的选用策略，系统性提出了元器件需求分析、选择、供应、应用结合的选用程序，并在此基础上设计了元器件供应方选择、执行标准选择和产品选择的选用要素。
最后结合元器件应用实践需求，提出了面向航天器型号的COTS元器件选用控制建议。
关键词：COTS元器件；选用策略；选用程序；选用要素设计；航天产品可靠性中图分类号：TN406文献标志码：A文章编号：1673-1379(2023)04-0430-07 DOI: 10.12126/see.2023102Selection strategy of COTS components for spacecraftBO Peng1, WANG Yue2*(1. China Academy of Space Technology; 2. China Aerospace Components Engineering Center: Beijing 100094, China)Abstract: In order to realize low-cost and high-efficient application of COTS components in spacecraft，this paper reviewed the industrial basis and application risks of commercial plastic encapsulation components, and application strategies of COTS components by aerospace agencies at home and abroad. For the selection strategy of COTS components, a systematic selection procedure combined requirement analysis, selection, supply and application of components was proposed. On this basis, the selection elements of component supplier selection, implementation standard selection and product selection were designed. Finally, according to the practical requirements of component application, suggestions for the selection and control of COTS components for spacecraft were given.Keywords: commercial off-the-shelf (COTS) component; selection and application strategy; selection and application procedure; selection and application element design; reliability of space products收稿日期：2023-03-28；修回日期：2023-07-26基金项目：装备预先研究项目（编号：3050804）引用格式：薄鹏, 汪悦. 面向航天器型号的COTS元器件选用策略[J]. 航天器环境工程, 2023, 40(4): 430-436BO P, WANG Y. Selection strategy of COTS components for spacecraft[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2023, 40(4): 430-4360 引言商业现货（COTS）元器件与宇航元器件的主要区别在于COTS元器件在设计时未考虑真空、辐射、原子氧等空间环境适应性和长期工作可靠性。
化学镀锡晶须的研究进展
２０ 年 ７ ０６ 月
电 镀 与 环 保
第 ２ 卷第 ４ （ ６ 期 总第 １０ ５ 期）
・ｌ ・
・
综 述 ・
化 学 镀 锡 晶 须 的 研 究 进 展
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｔｉ ｈ ｓ ｒ ｉ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ Ｔｉ ａ ｉ ｇ ｓ ａ ｃ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｎ Ｗ ｉｋｅ ｎ Ｅｌ ｃ ｒ ｌ ｓ ｎ Ｐｌ ｔｎ
的 影 响 。增 加 合 金 层 以及 加 入 聚 合 物 等 方 法 可 以有 效 地 抑 制 锡 须 的 生 长 。 关 键 词 ： 化 学 镀 锡 ； 须 ； 理 ； 锡 化 合 物 锡 机 铜
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ： Ｔ ｅ ｈ ｒ ｏ ｎ ｗｈｉｋ ｒ ｉ ｌｅｒ ｌｓ ｎ ｐａｉｇ ｉ ｒｅ ｙ ｄ ｓｒｂ ｄ．Ｔｈ ｏｍ ｉｇ ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ｉ ｉｋ ｒｉ ｕ ｈ ａｍ ｆｔ ｉ ｓ ｅ ｎ ｅｅ ｔｏｅ ｓｔ ｌｔ ｓ ｂ ｆ ｅｃ ｅ ｉ ｎ ｉｌ ｉ ｅ ｆｒ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｆｔｎ ｗｈｓ ｅ ｓｓ ｍｍａｉｅ ｒｚ ｄ．Ｔ ｅ ｈ
（ ．Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＡ ｐｉｄ Ｃ ｅ ｓｒ， ａｂｎ Ｉｓｉ ｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｈａｂｎ １ ０ ０ ，Ｃ ｉａ １ ｐｒ ｍｅ ｔ ｐ ｌ ｈ ｍｉｔ Ｈ ｒ ｉ ｎ ｔｕｅ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ｒ ｉ ０ １ ｈｎ ； ｏ ｅ ｙ ｔ ５
２ Ｏ ｅｎＤ ｐｒ ｅｔＨ ｒｉ Ｉｓｔｔ ｏ Ｔ ｃｎｌ （ ｉａ）Ｗｅ ａ ２ ２９ Ｃ ｉａ ． ｃａ ｅ ａ ｍ ｎ， ａ ｎ ｎｔｕｅ ｆ ｅｈ ｏ ｇ Ｗｅ ｉ， ｉ ｉ ６ ０ ， ｈｎ ） ｔ ｂ ｉ ｏ ｙ ｈ ｈ ４
一 一
图 １ 锡 须 扫 描 电 镜 照 片 （ ００ ×５０ ）
无铅可焊性电镀的现状与发展
该体 系是 以氟硼酸亚锡及氟硼酸亚铅为主盐 。
通过控制镀液中的 Ｓ２ 和 ｐ２ 浓度及 比例， ｎ ｂ 同时控
（） ３ 可以提高镀层 的细腻程度 ， 改善外观。 笔者做过 如下实验 ： 分别 镀含铅 （ｂ 量 Ｏ Ｐ） ％、
制操作条件得到镀层 Ｓ／ｂ０／ — ０ ４ ｎＰ １００ ６／０的合金镀 层。这是获得锡 一铅合金镀层最经典 的方法 ， 质量
在 ２０ 年 ６月 ，Ｐ ００ ＰＣ召开会议讨论关 于减少 有 毒的污染物政策。Ｐ Ｃ的陈述中表示它正在寻找调 Ｐ 整物来消除或减少铅焊料 。
欧洲理事会 （ Ｃ 提议如果 车辆在寿命结束 时 Ｅ） 没有把铅分离出来那就禁止铅在汽车车辆内使用。
已经对整个行业形成 了巨大的冲击。无铅 电镀及其 无铅焊接技术 ， 无论是对于供应商 ， 还是对于电子产 品制造商 ， 都既是一个挑战， 也是一个机遇。
工业的趋 势。本 文介 绍 了近年来 电子 工业 中锡和锡 铅合 金 电镀 的应 用情 况， 探讨 了各种 替代 ｓ —Ｐ ｎ ｂ合金 的无铅 可焊性合 金镀层 ， 并对这 些工艺做 出了评 价 ， 分析论证 了锡 须生长的原理 ， 出了无铅可焊性 电镀 的发展 方向。 指 关键词 无铅电镀 ； 可焊性 ； 锡须
维普资讯
２０ 年 ８ Ｏ６ 月
涂
料
涂
装
与
电
镀
３ ３
无 铅 可 焊 性 电镀 的现 状 与 发 展
周 良全
（ 成都 麦菲其化工科技有 限公 司， 四川成都 ， （４） ６１ １ １２
摘
要 由于环 境保 护的需要 ， 电子产 品的要 求越 来越 严格 ， 对 开发和 应 用新 型无 铅 电镀 工 艺 已经 成为绿 色电子
锡膏知识
焊料中有微量其它金属以杂质的形式混入。有些杂质是无害的，有些杂质则不然，即使混入微量，也会对焊接作和焊接点的性能造成各种不良影响。
另外，根据不同的含量，有的反而能起到改善焊料特性的作用，这就不能单纯地作为杂质来处理了，此时的焊料就被称为“掺某某焊料”。
（1）主要杂质的性质
b)铝（Al）：此金属也对焊料的流动性和润湿性有害，它不但影响外观和操作，而且容易发生氧化和腐蚀。含量达0.001%时，其影响就会表现出来。
c)镉（Cd）：它具有降低熔点的作用，并能使焊料的晶粒变得粗大而失去光泽。如含量超过0.001%，就会使流动性（氧化物等所谓非金属夹杂物的存在会降低焊料的流动性，增大粘性）降低，焊料则会变脆。
最近，随着电子设备、零部件和元器件向小型化发展，对焊接的要求更严格了。以前，联邦标准QQ－S－571是保证焊接达到合乎要求的某一最低水平的一个标准。此标准至今还很有效，但从使用情况来看，其中规定的杂质容许值偏高。
1.1.5铅－锡合金产品
对于铅－锡合金除了按其百分比构成不同而派生出很多种合金外。成份为Sn63Pb37的焊料，从形状和用途上又分为
1、锡条
锡条，就形态上又分为两类
a.铅－锡合金电镀阳极棒－－用于电镀
b.普通焊锡条－－用于各种焊接
按制造工艺分类
a.铸造成型－－结构疏松、夹渣较多、表面粗糙
b.锻压成型－－结构紧密，表面光洁
c.真空铸造成型－－结构紧密，表面光洁
锡条通常用于波峰焊，浸焊等需要大量使用焊锡的工序，前面已经讨论过杂质对焊点可能造成的危害，因此，必须将有害杂质量的量控制在一定的范围内，按J－STD－006的规定：焊锡中有害杂质的允许含量
锡合金之各种组成Solder Alloy Composltions