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铜排长锡须的原因及解决方法铜排长锡须的原因其实挺有意思的。
想象一下，一个年轻的小伙子，穿着时髦的衣服，却突然长出一把白胡子，大家肯定会惊呆吧。
这锡须就像是铜排的“白胡子”，突然冒出来，让人一脸懵逼。
说到这锡须，其实就是铜在某种条件下发生了一种奇怪的现象，外表看着很酷，其实没什么好看的。
好比一个人表面光鲜，内心却在苦苦挣扎，懂吧？锡须的产生一般跟环境有关系。
你想啊，铜排要是放在潮湿、高温的地方，就容易长出锡须。
这就像你在夏天出门，出了一身汗，衣服都粘在身上，不好受啊。
而铜排遇到的这些“汗水”，其实就是空气中的湿气，加上温度的变化，简直就是给它穿上了一件“外衣”。
所以，锡须一出现，整个铜排看起来就像被人恶搞了一番，显得十分尴尬。
再说说这锡须的成分。
你别以为这只是铜的单打独斗，实际上它是跟锡这个小伙伴一起搞事情。
铜排在制造过程中，难免会涂上锡，这种材料本身就很容易形成锡须。
想象一下，就像两个人在一起，虽然有时候挺好的，但一旦发生争执，就容易闹出笑话。
铜和锡的组合，有时候就会“打架”，结果就是长出那一根根“胡须”。
为了避免这玩意儿，我们得想办法。
得让铜排住得舒坦点。
把它放在干燥的环境里，就像给人找个清凉的地方避暑。
空气干燥了，锡须自然就没机会出来捣乱。
可以试试使用一些防潮材料，或者放点干燥剂，就像包里放个香包，保持清新。
定期检查铜排。
就像我们需要定期去医院做体检，铜排也需要关注。
发现有锡须，就要及时处理。
用小刀子刮掉它们，让铜排恢复光滑。
好比一个人长了青春痘，赶紧去看医生，别让它越长越严重。
镀层处理也是个不错的办法。
给铜排加上一层保护膜，就像给皮肤抹上防晒霜，挡住了紫外线，也就不会被晒黑了。
这样一来，锡须就没机会再犯二了。
可以选择一些高质量的镀层材料，让铜排在各种环境下都能保持良好状态。
最重要的是，大家在使用铜排时也要注意。
尽量避免把它放在潮湿、闷热的地方，就像我们出门的时候尽量选择通风的地方。
生活中多留个心眼，别让锡须悄咪咪地找上门来，给你添麻烦。
锡须测试方法锡须测试是一种用来检验锡的质量和纯度的方法。
在工业生产和制造中，锡是一种常用的金属材料，因此对其质量和纯度的要求非常高。
锡须测试方法是通过加热锡制备出须状物来检验锡的纯度和质量的一种测试方法。
本文将介绍锡须测试的原理、步骤和应用领域，并对其进行详细的分析和讨论。
一、锡须测试的原理锡须测试的原理是利用锡在加热的过程中会形成须状物的特性。
当锡受热后开始融化，变成液态时，它会逐渐形成细长的须状物，这种现象被称为“锡须”。
锡须的形成是由于液态锡表面的张力使得其表面发生不规则的起伏，最终形成了须状物。
通过观察并分析锡须的形态和特点，可以判断锡的纯度和质量。
二、锡须测试的步骤1.准备样品：首先需要准备好待测试的锡样品。
通常情况下，样品是以块状或者块状片状的形式存在。
2.加热样品：将待测试的锡样品放置在一个加热设备中，如炉子或者熔炉中。
根据测试需要，可以选择不同的加热温度和时间。
3.观察锡须形成：当样品开始受热，转化为液态时，会逐渐形成须状物。
通过裸眼观察或者借助显微镜等工具，可以清晰地观察到锡须的形态和特点。
4.分析结果：根据观察到的锡须的形态和特点，结合前期测试时所设定的温度和时间参数，可以对锡的纯度和质量进行初步的评估。
三、锡须测试的应用领域1.工业生产：锡须测试在工业生产领域具有广泛的应用。
例如，在锡合金的制备过程中，通过对锡样品进行须测试，可以控制锡的纯度和掺杂元素的含量，确保产品的质量和性能。
2.材料分析：在材料分析领域，锡须测试也是一种常用的测试方法。
通过对不同来源的锡样品进行须测试，可以比较不同样品的纯度和质量，为材料选择和品质控制提供重要的参考依据。
3.质量检验：在商品质量检验领域，锡须测试可以用来对进口锡产品或者出厂产品进行质量检验。
通过对产品锡样品进行须测试和分析，可以评估产品的质量和纯度，及时发现问题并进行处理。
四、锡须测试的优缺点1.优点：锡须测试方法简单、直观，并且对设备和仪器的要求不高。
减轻镀锡表面的锡须生长使用纯锡铅表面处理时，可能会生长锡须，这是值得关注的问题之一。
近年来，人们已经做了大量的测试和分析工作，对于锡须在各种不同环境条件下的生长成因，有更多了解。
本文将讨论，在电子设备工程联合委员会（JEDEC）标准推荐的三个加速测试期间，锡须生长的机制。
作者：Sheila Chopin、Peng Su博士人们对减轻纯锡表面处理中生长锡须的现象已经有了广泛的研究。
这些研究数据说明，形成锡须的主要原因是表面的应力增大，它受到由各种因素的影响。
举个例子，电镀过程会因为颗粒大小、厚薄和污染物水平不同而影响镀锡表面的应力状态。
像温度和湿度这样的应用条件，也会诱导微观结构发生某种改变，从而影响锡须的生长速度。
本文讨论在电子设备工程联合委员会（JEDEC）推荐的三个测试条件下进行的测试。
在一定程度上，这些测试代表一些常见的实地应用条件。
在测试结果的基础上研制减轻锡须生长的技术，可以有效地用于现实环境。
加速测试JEDEC推荐的测试条件摘要列于表1。
对于空气对空气温度循环（AATC）测试，允许的温度范围是-40℃到85℃；但本文中所有研究使用的温度范围是-55℃到85℃。
在热循环测试中，导致锡须生长的原因，是三个测试中最简单的。
因为锡和引脚结构材料之间的热膨胀系数（CTE）不同，温度变化会在锡表面产生热应力。
由于使用的温度范围较宽，在一个很短的时间内，在表面中会产生很高的热应力，因而忽视由于速度较慢的机制而产生的应力。
在确定热应力大小时，锡颗粒的结晶方向是另一个重要因素。
锡晶格是各向异性的，这意味着，在不同的结晶面，或者沿着不同结晶方向，机械特性（如杨氏模量和热膨胀系数）有可能会发生变化。
对于镀锡表面，因为它通常由一层晶粒组成，我们需要关注只是水平方向元件的膨胀系数（CTE）和膨胀量（E）。
图1是这个模型的简化一维视图。
图1说明晶粒方向影响的一维视图。
当晶粒1和晶粒2的膨胀量和膨胀系数数值不同时，两种晶粒之间的应力就可能不同，即使它们的热应变相同也是如此。
锡须生长的原理
锡须是一种由细菌产生的白色棉状物质，广泛存在于水体和土壤中。
它的生长受到多种因素的影响，其中最重要的是水体环境条件和土壤成分。
首先，水体环境条件是影响锡须生长的重要因素。
它们喜欢温暖湿润的环境，温度一般在20℃到30℃之间，最佳温度为25℃，湿度一般保持在85%以上，有利于锡须的生长。
此外，锡须对水体的酸碱度有较高的要求，最佳的酸碱度一般在7.2～7.8之间，如果酸碱度过低或过高，都会对锡须生长产生负面影响。
其次，土壤成分也是影响锡须生长的重要因素。
锡须喜欢土壤中有含有较多有机物、矿物质和重金属离子的环境，有利于它们的生长。
另外，土壤中的氮、磷、钾等营养元素也是锡须生长的重要因素，如果土壤中营养元素的含量过低，会对锡须生长产生不利影响。
总之，水体环境条件和土壤成分都是影响锡须生长的重要因素，如果环境条件和土壤成分适合，锡须就会生长茁壮。
因此，要获得良好的锡须生长，应该尽量将水体环境条件和土壤成分控制在适宜的范围内，以保证锡须的健康生长。
圖9 錫層厚度與錫鬚成長長度比較錫鬚形成的機構簡易說明如下圖圖10錫鬚形成的機構簡易說明圖(1)銅和錫之間的不均勻的介金屬層（Cu6Sn5）產生(2) 熱負荷產生的擠壓驅動力(3) 機械應力負荷產生的擠壓驅動力(4) 搖動與震動荷產生的擠壓驅動力(5) 錫原子自身突破晶界自由能的向外爬錫效應(6)氧化錫層存在不均勻弱點缺口俄亥俄州立大學提出錫原子自身突破晶界不定位的向外爬錫效應(Dislocation Loop Climbing)，爬錫高度與溫度及應力相關，如圖11中來自底部的應力與側向阻檔應力形成斜側剪力將錫推出晶界。
運用兩階段擴展理論，當σ<σj時錫鬚無法生成，而σ>σj時錫鬚突破晶界不定位的向外爬出。
h = k(σ-σj)nh ：爬錫高度σ：來自底部的應力σj：來自側向阻檔應力與剛性k & n ：來自環境溫度與濕度圖11不定位的向外爬錫效應Tyco Electronic近期研究發現介金屬層（Cu6Sn5）厚度與曝露時間的均方根成線性正比關係，兩組位於圖12(下圖)紅色基線內高斜率處與藍色基線內低斜率處得知介金屬層（Cu6Sn5）厚度與曝露環境溫度有關，其次錫中有鎳層打底時介金屬層（Cu6Sn5）厚度受到明顯抑制，紅色基線內高斜率處內兩組資料顯示微量鉛存在有降低介金屬層（Cu6Sn5）厚度效果。
資料來源︰Tyco Electronic 2005 Forum Presentation paper.圖12 介金屬層（Cu6Sn5）厚度與聚焦離子束顯微技術觀察由掃瞄式電子顯微鏡錫鬚成長的觀察，初始針狀突起經柱狀，成長一定長度後由於剛性弱轉成環形成長(間隔四個月)錫鬚成長的機構初始針狀突 柱狀 增高剛性弱轉 環狀初始針狀突起(首次) 繼續柱狀成長(間隔75天)柱狀成長(間隔60天) 柱狀轉成環形成長(間隔120天)錫鬚成長的統計，長度在10μm以下可忽略，數量與位置，長度與密度可記錄錫鬚成長的長度圖13掃瞄式電子顯微鏡錫鬚成長的過程觀察針對錫鬚風險立法規範，近期錫鬚工業標準要求提案，2005年意法半導體建議無鉛產品儲存兩年時，長度在50μm以上錫鬚是不被允許存在，在25μm以上錫鬚是不被允許超過1個，目前意法半導體內部已推動6。
锡须产生机理
1、内应力：一旦焊料或表面处理层中掺入有机杂质而影响晶格正常发展，即将会存在压缩性的内应力（Comp-ressive Inner Stress）。
锡须的发生其实就是一种“释放应力”的行为。
即应力是生须的主要原因。
如图：有机物参与电镀锡层中，造成彼此倾轧排挤的内应力。
有机物杂质越多，内在压缩应力越大，也就越容易生须。
2、晶格结构：当晶粒尺寸介于2－5mm之间时，结构较稳定，生须现象较少。
但当晶粒尺寸缩小到1mm以下时，其结构中的内应力开始累积，而使生须的潜力大为增加。
在这种内应力的彼此挤压下，会出现再结晶效应，进而逐渐产生锡须。
电镀锡过程中，如果锡原子沉积的表面已经形成螺型位错，则其后的锡原子只能按位错线的方向着落在有缺陷的晶格上，这种潜在性的内应力就是锡须产生的主要原因。
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。
