关于锡须的产生及解决方案

1、锡须是什么？

锡须（Tin whisker），是电子产品及设备中一种常见的现象。要说明锡须是什么，首先来看晶须是什么。晶须是一种头发状的晶体，它能从固体表面自然的生长出来，也称为“固有晶须”。晶须在很多金属上生长，最常见的是在锡、镉、锌、锑、铟等金属上生长。甚至有时锡铅合金上也会生长晶须，但发生概率较小。晶须很少出现在铅、铁、银、金、镍等金属上面。一般来说，晶须现象容易出现在相当软和延展性好的材料上，特别是低熔点金属。

锡的晶须简称锡须，它是一种单晶体结构，导电。锡须的形状一般是直的、扭曲的、沟状、交叉状等，有时也有中空的，外表面呈现沟槽。锡须直径可以达到10微米，长度有时可以达到9毫米以上，其传输电流的能力可以达到10毫安，当传输电流较大时，锡须一般会被烧掉。

2、锡须产生的原因

锡须生长的速率一般在0.03——0.9mm/年，在一定条件下，生长速率可能增加100倍或者100倍以上。生长速率由镀层的电镀化学过程、镀层厚度、基体材料、晶粒结构以及存储环境条件等复杂因素决定。锡须的生长主要是有电镀层上开始的，具有较长的潜伏期，从几天到几个月甚至几年，一般很难准确预测锡须所带来的危害。

一般来说，锡须有如下的产生原因：

1、锡与铜之间相互扩散，形成金属互化物，致使锡层内压应力的迅速增长，导致锡原子沿着晶体边界进行扩散，形成锡须；

2、电镀后镀层的残余应力，导致锡须的生长。

3、锡须的解决方案

一般的解决措施：

1、电镀雾锡，改变其结晶的结构，减小应力；

2、在150摄氏度下烘烤2小时退火；（实验证明，在温度90摄氏度以上，锡须将停止生长）

3、Enthone FST浸锡工艺添加少量的有机金属添加剂，限制锡铜金属互化物的生成；

4、在锡铜之间加一层阻挡层，如镍层；

5、抑制锡须，现发现的最好办法是在锡中添加铅。但是由于铅不环保，所以锡须的抑制还需要从其他角度来解决；

6、添加1～2%的黄金，也具有很好的抑制锡须的作用。