無鉛釬料焊點表面氧化亞錫晶相產生機理研究.pdf

1、無鉛釬料焊點經去離子水清洗后，在焊點表面及其周圍有規(guī)則形貌的晶體顆粒產生；該異常晶相的產生嚴重影響焊點的可靠性。本課題以該晶體的產生機理為研究核心，基于金屬在水溶液中發(fā)生電化學腐蝕的相關理論，揭示了其反應的實質及相關影響因素，并探討了抑制該晶相產生的可能的辦法，以解除由此對焊點可靠性帶來的隱患。
　　本文的主要內容包括以下幾個方面：
　　(1)對該晶體的化學組成成分進行了分析，其結果表明該晶體為氧化亞錫晶體（SnO）。

2、>　　(2)分析結果表明，該晶體的產生機理為金屬在水溶液中的原電池反應：焊點中的Sn為反應的陽極，與焊點相連的Au為反應的陰極；陽極Sn反應產生的Sn2+與陰極O反應產生的OH2-在水溶液中相結合生成難溶的Sn(OH)2，并在適當的條件下在焊點表面及周圍脫水結晶成氧化亞錫晶體。
　　(3)實驗發(fā)現，在Sn-Ag-Cu及Sn-Ag-Cu-Bi系無鉛釬料所形成的焊點表面均有氧化亞錫晶體產生，由此說明在以Sn為主要成分的無鉛釬料中，少量

3、Ag、Cu、Bi等合金元素的摻入對該原電池反應沒有明顯的影響；實驗同時發(fā)現，Sn37Pb釬料焊點表面及周圍會產生片狀Pb氧化物（PbOx），其產生機理與氧化亞錫晶體的產生機理相類似。
　　(4)與焊點相導通的陰極材料是該原電池反應發(fā)生的必要條件之一；除Au以外，只要能導通電路、為陰極反應提供場所且自身不參與反應的材料均可作為反應的陰極，例如Cu；陰極面積越大，則該原電池反應的速率越快。
　　(5)水溶液中的Cl-，NO-2N

4、O-3和SO2-4等離子可提高溶液的電導率，有利于該原電池反應的進行；溶液中O2的溶解量越大，則陰極反應條件越充分，越有利于該原電池反應的進行。
　　(6)焊點在pH值約為11的NaCO-NaHCO233溶液中將發(fā)生表面鈍化作用形成致密的氧化膜，從而有效地抑制氧化亞錫晶體的產生；采用HO22等氧化劑進行焊點表面再氧化也可起到類似的抑制作用。
　　以上研究結果揭示了該氧化亞錫晶體的產生機理及相關的影響因素，為生產上最終有效抑制