锡须现象是困扰电子行业多年的老问题,不过,随着电子行业中越来越多的细分行业在他们的工艺和产品上不断寻求应对方法或者转向无铅,即禁止或者限制使用铅,对锡须现象可能造成破坏性问题的关注度似乎再次上升。在电子行业中,大约在十年前,甚至更早,锡须现象是业界人士极为关注的一个话题,近几年来似乎很少提及,只有在打算重新建立锡须现象理论的独立的测试实验室里才会讨论这个问题。
锡须现象经过很多年的研究,关于为什么会形成锡须这个问题的答案和理论有很多。在本文中,广州SMT贴片加工厂——众焱电子的重点不是锡须是怎样形成的,也不是为什么会形成锡须,这些问题都需要进行很深入的探讨。众焱电子小编在这里要讲是测试方面的问题,说得更具体点,就是已经确立的用来检验你的缓解策略或其他策略的测试。对于锡须缓解策略,没有一个能够彻底防止焊锡生长锡须的完美方案,除非是在焊锡中加入铅,在小编看来,用这种方法来防止锡须生长是一种倒退,所以说,没有哪个策略可以一劳永逸地解决所有问题。从根本上看,缓解锡须的各种实践包含所有缓解锡须的做法,包括从加热处理/低温退火、敷形涂敷/密封到亮锡表面层的退光,以及其他各种处理措施。
你可能知道或者听说过,试图控制、影响或预测锡须生长是很难做到的。正因为如此,对于那些真正尽心尽力研制可靠产品的人,测试缓解做法非常关键,并且必须慎重对待。你可以在行业杂志、学术期刊、参考书籍上找到各种锡晶须缓解策略,因此,在你投入更多精力之前,一定要先做一些调查研究。无论你采取哪一种缓解锡须的策略,或者采取哪些具体的做法,在涉及到测试时,其实很简单,只要按照一组文档进行操作,这些文档都是在锡须测试领域中已经确认的文献资料。讲得具体点,联合电子器件工程委员会(JEDEC)已制定了两个测试标准,这两个标准普遍适用于锡须测试,或者作为建立或开发你自己的锡须测试的基础。
在这些标准中,测试协议要求进行三种不同环境的暴露测试:高温/高湿存储环境、低温/低湿存储环境和热循环环境。
鉴于锡须生长的特性,锡须是缓慢生长而且是逐渐伸长的,相对于其他常见的环境暴露测试,进行锡须测试的时间一般都很长。例如,存储测试一般要持续4000小时,几乎是24周,要进行1500次热循环测试。此外,特定的测试条件——温度和湿度水平,可能要根据具体采用的测试方法改变。
在环境暴露测试之外,外观检查是评估过程的一个关键环节。对于这种类型的检查,立体显微镜和扫描电子显微镜(SEM)是测试中常见的评估工具,这是因为形成的锡须的长度范围很可能是从微米级到毫米级。
除了JEDEC文档之外,其他的机构提供的锡须现象信息也很有价值,尤其是iNEMI提供的信息。此外,还有其他人开发的测试方法。最近几年,汽车产业和商用电子产业非常重视锡须问题,由于RoHS法令禁止使用铅的规定,迫使所有的制造商改用无铅材料,大多数知名的焊锡都与电子行业的印刷电路板组装有关。目前,由于各自不同的原因,电子行业中众多更为传统的高可靠性领域,例如航天、医疗、军工等许多细分市场也开始转向无铅。在最近的变革中,供应链问题是关键因素,这是元件级制造商减少生产含铅元件造成的。
最后,SMT贴片加工工艺发生任何变化时,不管是出于什么原因,有一个硬性的测试协议至关重要,它将保证你的产品能够符合客户预期的可靠性水平。