Badania wpływu narastania wiskerów w procesie montażu bezołowiowego podzespołów ultraminiaturowych

Czysta cyna i stopy bezołowiowe o wysokiej zawartości cyny są coraz częściej stosowane jako powłoki wyprowadzeń podzespołów lub jako pokrycia pól lutowniczych płytek drukowanych. Pomimo wielu zalet powłoki te mają ograniczenia wynikające z właściwości cyny i reakcji, jakim ona ulega podczas procesów osadzania powłoki, lutowania oraz przechowywania. Jednym z problemów jest podatność cyny i jej stopów na tworzenie wiskerów, czyli kolumnowych lub cylindrycznych kryształów najczęściej o kształcie włosa wychodzących z powierzchni, zwykle utworzonych z monokryształu metalu. W artykule przedstawiono wyniki badań różnego typu powłok cyny immersyjnej na płytkach drukowanych, cyny galwanicznej na wyprowadzeniach podzespołów oraz połączeń lutowanych wytworzonych w procesie lutowania bezołowiowego. Zastosowano warunki badań proponowane w normie JEDEC JESD201.

---

Pure tin and high tin lead-free alloys have been widely used as materials of surface finishes of printed circuit boards and as components terminal finishes. Tin layers provide good corrosion protection and a solderable surface. However, a drawback of Sn-based finishes is whisker growth. Whiskers are spontaneous growth of metal filaments, which rarely branches, usually of mono-crystalline metal, emanating from the surface of a plating finish. The issues with whiskers are they may grow long enough to cause short circuiting or break off and interfere with other devices in an application. In the paper there are presented results of investigation of whiskers formation on different type of immersion tin surface finishes, electroplated tin on components terminations and solder joints manufacturing in lead-free SMT process. Tin finishes were investigated in conditions recommended in JEDEC JESD201 standard.