锡须生长影响因素及预防措施

劃傷） 外界因素之影響（劃傷）
避免鍍層表面劃傷將 使錫須生長機率降低
200X
折彎） 外界因素之影響（折彎）
底材為黃銅） 錫鍍層厚度之影響（底材為黃銅）
黃銅鍍錫當錫膜厚>2um 黃銅鍍錫當錫膜厚 時，生長錫須的機會很小
底材為黃銅） 鎳鍍層厚度之影響（底材為黃銅）
當鎳層厚度達2um時， 時 當鎳層厚度達 發現錫須的機會很小
Microsoft Word ゅン
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
Substrate IMC
Sn
Sn
Sn-X
X
底鍍層為Cu材 底層材料之影響（底鍍層為 材）
Compressive Stress Cu6Sn5
Tin Whisker is forced out
Sn Deposit
Cu Substrate
IMC Stress
錫銅 IMC（金屬間化合物） 生長特性 Aging: Room Temp
23° C, 2 Days
RT, 30 days
錫銅 IMC 數量增 加並向錫層晶界 處滲透對錫鍍層 形成壓力
樣品制作完成後，於室溫下存放 個月 樣品制作完成後，於室溫下存放12個月
IMC
銅基材上錫須生長概要
1.Cu與Sn接觸，形成Sn-Cu IMC 2. 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
底鍍層為Ni材 底層材料之影響（底鍍層為 材）
Sn
Sn
IMC Substrate
Leabharlann Baidu
Ni
•底層鍍鎳時，在室溫條件理貯存6個月，未發現有錫須生長。 底層鍍鎳時， 個月，未發現有錫須生長。
鎳鍍層上鍍錫時，錫須生長情況
（ after 500 temp cycles –55 to +85 deg. C）
200X
•可通過鍍鎳阻隔層以減少錫須生長之機會。 可通過鍍鎳阻隔層以減少錫須生長之機會。
5000X
•經冷熱循環實驗後發現有錫須生長。但生長並不超過50um。 經冷熱循環實驗後發現有錫須生長。
錫須生長影響因素 及預防措施
報告大綱
何為錫須？ 何為錫須？ 客戶聲音 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
生長過程） 錫須（生長過程）
小丘狀（生長初期） 小丘狀（生長初期）
生長期間形狀
成形後錫須
生長方式） 錫須（生長方式）
呈環狀生長 錫晶粒層狀生長， 逐漸向外推
呈條紋狀生長 錫晶粒垂直方向生 長，逐漸積累
交錯方式生長 錫晶粒兩種生長方 式並存
生長形態） 錫須（生長形態）
繩
狀
枝
狀
從小丘狀開始生長
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。
客戶聲音
DELL要求
Cu6Sn5 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）
15000X
10000X
IMC向晶界處滲透擠壓錫晶粒促使錫須產生
錫須截面圖（Sn on Cu substrate）