AEC-Q102之什么是锡须生长？

AEC-Q102标准是由汽车电子委员会制定的一系列严格规范，目的是确保汽车使用的电子元件能够在严酷的工作环境中保持高度的可靠性和性能稳定性。在这些规范中，锡须测试占据了至关重要的地位，它专门用来评估电子元件在预期服务寿命期间产生锡须的潜在可能性。

锡须测试对于维护汽车电子系统的安全性和可靠性是必不可少的，它帮助确保元件在面对高温、湿度和其他环境压力时不会发生故障。

什么是锡须？

锡须是电子元器件焊接表面上可能生长的细小锡晶须，这种生长可能导致电路短路、故障甚至失效。锡须的形成对电子设备和电路板构成多种潜在危害，包括短路风险、信号干扰、绝缘破坏、热量积累和环境污染。

锡须试验的目的

锡须试验的目的是模拟元器件在高温高湿环境下的运行情况，评估元器件焊点是否会产生锡须，从而影响其可靠性。锡须的存在可能会对电子设备和电路板产生一些危害，如短路风险和信号干扰。

锡须的形成机理

锡须的生长是一种应力梯度作用下的室温蠕变行为，需要具备应力源、氧化层束缚和Sn原子长范围扩散三个条件。锡须生长的驱动力主要为内部的内应力，如Cu/Sn界面间形成的金属间化合物Cu6Sn5对锡层产生的压应力。

锡须的生长过程

锡须的生长可以分为五个过程：Cu/Sn结合界面的原子相互扩散、晶界效应、压应力的产生、IMC层的持续生长和Cu6Sn5层反应减缓。锡须的生长可分为孕育期、快速生长期和低速生长至停止期三个阶段。

锡须试验过程

锡须试验是一个长期可靠性问题，需要找到合适的加速试验方法及加速因子。JESD22-A121提供了锡须生长的可靠性加速试验参考、锡须长度测试方法和失效评判依据等。试验过程包括对多引线元件的不同lots样本进行前置条件处理，在不同时间点检查端子，测量锡须长度，并在不同条件下执行试验。

抑制锡须的方法

抑制锡须的方法包括使用合金镀层替换纯锡镀层、退火处理、在Cu上镀Ni后再镀Sn、选择合适的镀层厚度和优化镀液和镀敷工艺。

抑锡须试验的应用和意义

锡须试验有助于制造商评估元器件在实际使用中可能出现的问题，提高产品的可靠性和稳定性。符合AEC-Q102标准的元器件在通过锡须试验后，可以获得更广泛的汽车电子应用认可。通过AEC-Q102标准下的锡须试验，电子元器件制造商可以更好地确保其产品在汽车电子领域的可靠性和品质，满足汽车行业对高品质电子元件的需求。

结论

AEC-Q102标准下的锡须试验是汽车电子元件可靠性评估的重要组成部分。通过深入理解锡须的形成机理、生长过程和抑制方法，制造商能够提高产品在极端环境下的性能，确保汽车电子系统的安全性和稳定性。