2005年11月18日
多年来,世界各地的环保组织一直在呼吁用无害的金属和合金替换电子元件上的含铅焊料和保护层。为此,欧盟(EU)决定从2006年7月开始禁止在欧盟国家销售的所有电器和电子设备中使用铅(以及其他5种有害物质)。2020欧洲杯下注官网美国制造商必须遵守这一要求,以便在海外销售他们的产品。
然而,在服务期间,纯电镀锡和无铅锡合金倾向于自发地生长金属晶须(通常是几毫米长的薄灯状结构。这些缺陷可能导致组件引线和连接器的电气短路和故障。
金属须——以及更温和的凸起岩层——被认为是一种金属缓解电镀过程中产生的应力的方式,所以国家标准与技术研究所(NIST)研究人员使用国际电子制造业倡议(INEMI)- 一直试图识别这种压力的起源,更好地了解所产生的晶须和希丘生长的机制。在最近的Acta Materialia的纸张中,他们报告说,锡铜沉积物的表面产生极长的晶须,而纯锡沉积物(最简单的无铅电镀镀层)仅产生小山丘。相比之下,即将禁止的锡铅沉积物没有形成任何类型的畸形(自20世纪60年代以来已知的特征)。
NIST的研究人员确定,当沉积物中单个颗粒之间的边界具有柱状结构时,就会形成晶须和小丘。如果边界横向移动,就会形成小山丘。当铜杂质使柱状边界固定不动时,就产生晶须。锡铅矿床具有随机的结构边界,不会产生上述任何一种作用。
基于这些发现,NIST的研究人员正在探索消除应力的方法,并创建没有柱状颗粒的沉积结构,而柱状颗粒会引发晶须和小丘。一种可能是使用交流电通电/断电电镀工艺,而不是传统的连续电流法。这可能会破坏柱状边界的形成,产生类似于锡铅矿床的结构,但没有铅的环境危险。
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