什么是錫須生長？

AEC-Q102標準是由汽車電子委員會制定的一系列嚴格規(guī)范，目的是確保汽車使用的電子元件能夠在嚴酷的工作環(huán)境中保持高度的可靠性和性能穩(wěn)定性。在這些規(guī)范中，錫須測試占據(jù)了至關(guān)重要的地位，它專門用來評估電子元件在預(yù)期服務(wù)壽命期間產(chǎn)生錫須的潛在可能性。錫須測試對于維護汽車電子系統(tǒng)的安全性和可靠性是必不可少的，它幫助確保元件在面對高溫、濕度和其他環(huán)境壓力時不會發(fā)生故障。

什么是錫須？

錫須是電子元器件焊接表面上可能生長的細小錫晶須，這種生長可能導致電路短路、故障甚至失效。錫須的形成對電子設(shè)備和電路板構(gòu)成多種潛在危害，包括短路風險、信號干擾、絕緣破壞、熱量積累和環(huán)境污染。

錫須試驗的目的

錫須試驗的目的是模擬元器件在高溫高濕環(huán)境下的運行情況，評估元器件焊點是否會產(chǎn)生錫須，從而影響其可靠性。錫須的存在可能會對電子設(shè)備和電路板產(chǎn)生一些危害，如短路風險和信號干擾。

錫須的形成機理

錫須的生長是一種應(yīng)力梯度作用下的室溫蠕變行為，需要具備應(yīng)力源、氧化層束縛和Sn原子長范圍擴散三個條件。錫須生長的驅(qū)動力主要為內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力，如Cu/Sn界面間形成的金屬間化合物Cu6Sn5對錫層產(chǎn)生的壓應(yīng)力。

錫須的生長過程

錫須的生長可以分為五個過程：Cu/Sn結(jié)合界面的原子相互擴散、晶界效應(yīng)、壓應(yīng)力的產(chǎn)生、IMC層的持續(xù)生長和Cu6Sn5層反應(yīng)減緩。錫須的生長可分為孕育期、快速生長期和低速生長至停止期三個階段。

錫須試驗過程

錫須試驗是一個長期可靠性問題，需要找到合適的加速試驗方法及加速因子。JESD22-A121提供了錫須生長的可靠性加速試驗參考、錫須長度測試方法和失效評判依據(jù)等。試驗過程包括對多引線元件的不同lots樣本進行前置條件處理，在不同時間點檢查端子，測量錫須長度，并在不同條件下執(zhí)行試驗。

抑制錫須的方法

抑制錫須的方法包括使用合金鍍層替換純錫鍍層、退火處理、在Cu上鍍Ni后再鍍Sn、選擇合適的鍍層厚度和優(yōu)化鍍液和鍍敷工藝。

抑錫須試驗的應(yīng)用和意義

錫須試驗有助于制造商評估元器件在實際使用中可能出現(xiàn)的問題，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。符合AEC-Q102標準的元器件在通過錫須試驗后，可以獲得更廣泛的汽車電子應(yīng)用認可。通過AEC-Q102標準下的錫須試驗，電子元器件制造商可以更好地確保其產(chǎn)品在汽車電子領(lǐng)域的可靠性和品質(zhì)，滿足汽車行業(yè)對高品質(zhì)電子元件的需求。

結(jié)論

AEC-Q102標準下的錫須試驗是汽車電子元件可靠性評估的重要組成部分。通過深入理解錫須的形成機理、生長過程和抑制方法，制造商能夠提高產(chǎn)品在極端環(huán)境下的性能，確保汽車電子系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。錫須試驗不僅有助于提升單個元件的質(zhì)量，也對整個汽車電子行業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。