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随着焊料无铅化进程的发展,纯锡镀层已经逐渐取代传统的锡铅镀层,被广泛应用在电子封装工业中。在纯锡镀层的表面极易生长的锡晶须容易引起电子器件引脚间的桥连或者短路,进而导致电子器件的故障和失效。与此同时,锡在低温环境(低于14.2℃)时,会发生β→α的同素异构转变,此过程伴随27%的体积膨胀,会对焊点产生破坏性的影响。因此在低温环境下服役的电子产品,如在月球表面工作的月球车上的电子器件,会同时发生低温相变和锡晶须的生长问题,影响其可靠性。基于此工业背景,本文主要研究纯锡镀层在低温环境下,β→α相变的发生对锡晶须生长的影响。 实验采用99.9%的纯铜片作为镀层基体材料,在甲基磺酸盐镀锡液中分别加入肉桂醛(CA)和苄叉丙酮(BA)制备了光亮镀层,并与不添加光亮剂的哑光(M-Sn)镀层作对比。将电镀好的纯锡镀层存储于-40℃的低温环境中,并预置α-Sn种子诱导发生相变,跟踪观察了三种不同的镀层表面的相变行为,并对镀层表面相变区与非相变区的晶须生长情况进行比较,来探究β→α低温相变与锡晶须生长的关系。 实验结果表明:光亮剂的添加使得镀层晶粒细小均匀,镀层表面致密光滑。α-Sn种子的预置大大促进β-α相变过程,三种镀层的表面都可发生相变。三种镀层的相变区(α-Sn区)均观察到锡晶须生长现象,其中光亮镀层比哑光镀层更易于生长锡晶须。通过对已相变区与非相变区的晶须生长情况的对比,可以确定:锡的β-α相变对锡晶须的生长有明显的促进作用,不过出现这种现象的物理原因目前尚不清楚。