1、采用合金镀层
不用纯锡镀层,改用合金镀层是防止晶须的一种应用久远且广泛的方法。不同smt贴片打样厂家可以采用不同的合金,截止目前采用较多的合金有Sn-Pb(已被禁用)、Sn-Bi、Sn-Ag和Sn-Cu等。
2、热处理
对Cu基材上的纯锡镀层进行150℃和1h的热处理可以抑制晶须的发生,据众焱电子小编的了解,这是1960年前后就采用的方法,而在欧美至今仍广泛采用。热处理可以消除纯锡镀层成膜过程中的残余应力,抑制由于Cu6Sn5的生长而带来的镀层压缩应力,从而抑制了晶须的生长。
3、改变基体金属
不要在Cu上直接镀Sn,而先在Cu上镀一层Ni后再在Ni上镀Sn,Ni起到了Sn向Cu中的扩散。实验还表明,当Ni/Sn镀层较薄时,因Sn向Ni中的主导扩散结果,在Sn层中形成了拉应力。正因为如此,近50年来,这种技术已被广泛应用于无源元件和连接器端子的制作中。其主要缺点是Ni/Sn镀层的制备设备难以和生产线原有设备兼容,且制备工艺较复杂。
4、镀层厚度控制
镀层厚度晶须的产生有着比较复杂的影响。工作环境不同其影响也不同。对于在室温下保存的元器件而言,如上所述,为延长其产生的晶须的潜伏期,要求适当增加镀层的厚度;但是也有实验结果表明,在高温高湿和温度循环作用下,镀层厚度增加反而助长了晶须的形成。有人实验,对于非光亮锡镀层而言,当其镀层厚度小于0.2μm时,不会产生晶须,只有当厚度达到0.5μm以上时才产生晶须。
5、优化镀液和镀敷工艺
镀液和镀敷工艺的优劣影响镀层结晶方位和晶粒形状,从而影响晶须的形成。镀层粗晶粒与细晶粒相比,可以有效缓解晶须生长。原因在于粗晶粒晶界较少,有效抑制了原子扩散。
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