锡须生长影响因素及预防措施

1、錫須生長影響因素及預防措施尚尚 榮榮大 綱 錫須錫須 錫須生長原理及限制錫須生長之策略錫須生長原理及限制錫須生長之策略 1.底層材料之影響 2.外界因素之影響（劃傷及折彎） 3.錫鍍層厚度之影響 4.鎳鍍層厚度之影響 5.錫鍍浴之影響 錫須测试方法錫須测试方法錫須錫須（生長過程）（生長過程）生長期間形狀生長期間形狀成形後錫須成形後錫須小丘狀（生長初期）小丘狀（生長初期）交錯方式生長交錯方式生長呈條紋狀生長呈條紋狀生長呈環狀生長呈環狀生長錫須錫須（生長方式）（生長方式）錫晶粒層狀生長，逐漸向外推錫晶粒垂直方向生長，逐漸積累錫晶粒兩種生長方式並存繩繩 狀狀枝枝 狀狀從小丘狀開始生長從小丘狀開始生長

2、錫須錫須（生長形態）（生長形態）錫須生長過程中，客觀因素的影響或是錫晶粒排列取向改變使錫須生長方向發生改變，形成不同生長形態的錫須。錫須生長原理及限制錫須生長之策略錫須生長原理及限制錫須生長之策略底層材料之影響底層材料之影響snsnsn-ximcxsubstrate底層材料不同時，錫鍍層與底層材料間形成imc（intermetallic）量與速率不同，此時錫鍍層錫須生長機會則不同compressive stresscu substratesn deposittin whiskeris forced outcu6sn5底層材料之影響底層材料之影響（底鍍層為（底鍍層為cu材）材）imc stres

3、s23 c, 2 daysrt, 30 days錫銅錫銅 imc 數量增數量增加並向錫層晶界加並向錫層晶界處滲透對錫鍍層處滲透對錫鍍層形成壓力形成壓力錫銅 imc（金屬間化合物） 生長特性aging: room tempcu6sn5 intermetallic 室溫時生長曲線cu6sn5 or cu3sn intermetallic 125度，150度時生長曲線錫須截面圖（sn on cu substrate）imc向晶界處滲透擠壓錫晶粒促使錫須產生15000x10000x錫須截面圖（sn on cu substrate）imc銅基材上錫須生長概要1.cu與sn接觸，形成sn-cu imc2.

4、 sn-cu imc向sn層晶界間滲透對 sn 層形成壓力3. 壓力的存在，使錫晶粒重新排列成為可能，也是 錫須生長成為可能snsnimcnisubstrate底層鍍鎳時，在室溫條件理貯存底層鍍鎳時，在室溫條件理貯存6個月，未發現有錫須生長。個月，未發現有錫須生長。底層材料之影響底層材料之影響（底鍍層為（底鍍層為ni材）材）200x 5000x鎳鍍層上鍍錫時，錫須生長情況（ after 500 temp cycles 55 to +85 deg. c）經冷熱循環實驗後發現有錫須生長。但生長並不超過經冷熱循環實驗後發現有錫須生長。但生長並不超過50um。可通過鍍鎳阻隔層以減少錫須生長之機會。可通

5、過鍍鎳阻隔層以減少錫須生長之機會。外界因素之影響外界因素之影響（劃傷）（劃傷）200x避免鍍層表面劃傷將避免鍍層表面劃傷將使錫須生長機率降低使錫須生長機率降低外界因素之影響外界因素之影響（折彎）（折彎）錫鍍層厚度之影響錫鍍層厚度之影響（底材為黃銅）（底材為黃銅）黃銅鍍錫當錫膜厚黃銅鍍錫當錫膜厚2um時，生長錫須的機會很小時，生長錫須的機會很小鎳鍍層厚度之影響鎳鍍層厚度之影響（底材為黃銅）（底材為黃銅）當鎳層厚度達當鎳層厚度達2um時，時，發現錫須的機會很小發現錫須的機會很小樣品制作完成後，於室溫下存放樣品制作完成後，於室溫下存放12個個月月錫鍍浴之影響錫鍍浴之影響1.sn 離子濃度之影響2.酸

6、濃度之影響3.添加劑之影響4.铜离子浓度影响錫鍍浴之影響-sn離子濃度電流密度（電流密度（asd）2.5asd5asd7.5asd10asd15asd30g/l40g/l55g/l05010015020030g/l40g/l55g/l單位面積錫須生長數量（個單位面積錫須生長數量（個/cm2）電流密度（電流密度（asd）sn離子濃度（g/l）40-50電流密度（asd）10-15高速鍍錫在同時考慮生產效率之情況下，目前生產將濃度與電流密度控制於此區域，將使錫須生長的機率降底錫鍍浴之影響-酸濃度2.5asd5asd7.5asd10asd15asd150ml/l200ml/l250ml/l050100150200150ml/l200ml/l250ml/l單位面積錫須生長數量（個單位面積錫須生長數量（個/cm2）電流密度（電流密度（asd）在考慮生產效率之情況下，目前生產將濃度與電流密度控制於此區域，將使錫須生長的機率降低酸濃度 （ml/l） 150-200電流密度（asd）10-15高速鍍錫錫鍍浴之影響光亮劑2.5asd5asd7.5asd10asd15asd2ml/l6ml/l10ml