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检测能力 ---晶须生长试验,电子元件可靠性验证的重要手段

kaikai 2024-4-3 23:19:50

晶须是一种微小结构,可能在电子或电气产品中出现,由金属材料形成的细长丝状晶体。晶须的生长通常是由于金属晶体的非均匀扩张所致,这可能是由应力或其他外部因素引起的。
容易产生晶须的主要金属包括锡、镉、锌等,其中最著名的是锡晶须。晶须的存在可能对电子产品的性能和可靠性造成负面影响,因此在电子制造过程中需要特别注意控制和预防晶须的形成,以确保产品的质量和稳定性。
金鉴实验室在电子产品质量测试领域拥有丰富经验,通过软植入测试方法,可以帮助客户检测和评估产品中晶须等微小结构的存在,确保产品符合高质量标准并具备优异的性能和可靠性。

什么是锡须试验?
材料在焊接之后,经过一段时间的存放,焊锡的晶体因为内应力的原因开始发生物理位移,产生锡须现象。
对于一些很精密的元件,除了元器件本身可能因为应力力导致开裂外,产生的锡须会导致产品的跳火和短路等故障。因此在生产工艺中,对锡须生长的实验就对元件可靠性验证非常重要。

锡须的特征与形态
锡须是一种从镀层表面自发生长出来的柱形或圆柱形的细丝,通常为单晶金属。锡须可以呈现各式各样的形态,如直线、弯曲、扭结、环形等,其截面也形状各异,有星形、带形、不规则多边形以及花形等。

锡须表面一般有纵向的条纹或者凹槽,有的表面比较光滑,其长度从几μm到几百μm不等,甚至达到数毫米。

锡须的危害
1 永久性短路
锡须生长到一定长度后,会使两个不同的导体短路。在低电压、高阻抗电路中,由于电流比较小,不足以熔断开锡须,锡须可以在临近的不同电势表面产生稳定持久的短路。

2 短暂性短路
在高电压下,由于电流足够高而超过锡须所能承受的电流时(通常为30mA),可以熔断锡须从而导致瞬时短路。

3 残屑污染
在振动环境中,锡须会从镀层表面脱落或折断,形成残屑。它不但会引发上述的电路短路,也可造成精密机械的故障或损坏。

4 真空中的金属蒸汽电弧
由锡须短路导致金属蒸发放电,在航天器真空环境中,可诱发一个稳定的等离子电弧,并导致电子设备的迅速毁坏。

测试目的
1 评估材料稳定性和耐腐蚀性
通过锡须试验,可以筛选出具有优异耐腐蚀性能的金属材料,为工业制造过程中的材料选择提供重要依据。

2 研究金属材料的微观结构和性能和耐腐蚀性

锡须试验被用于研究金属材料的微观结构和性能。揭示金属材料在高温环境下的腐蚀机制和演化规律,从而深入了解材料的物理化学性质及其与腐蚀行为之间的关系。

3 降低安全隐患和成本损失
模拟不同环境条件下的腐蚀行为,从而预测金属材料在实际使用过程中的耐腐蚀性能和失效风险,降低生产过程中的安全隐患和成本损失。

锡须检测
1 光学立体显微镜
放大倍数:约40至700倍,具备充足的照明,并能够检测最小长度为10μm的锡须

2 台式扫描电子显微镜

放大倍数:约200至40000倍,样品要有良好的导电性,试验前需在表面镀一层厚度约0.01μm的金属膜,样品尺寸需在5cm*5cm以内,太大需要切割取样



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