一种锡晶须生长的快速测试方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锡晶须生长的快速测试方法，包括以下步骤：设置待测样品的外界应力；对所述待测样品进行初检，确定所述待测样品中锡晶须的初始长度和初始密度；在设置的外界应力下，所述待测样品进行锡晶须生长；测量所述待测样品的锡晶须的长度和密度。本发明专利技术还公开了一种锡晶须生长的快速测试系统，包括外界应力控制装置和测量装置。本发明专利技术通过外界应力控制装置试验选定缩短锡晶须生长潜伏期的环境模拟加速试验，可以确定缩短锡晶须生长潜伏期的条件及时间；另外本发明专利技术实施例可以实现锡晶须长度和密度的测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试
，特别是涉及 一 种锡晶须生长的快速测 试方法和系统。
技术介绍
在电子元器件的生产和装配过程中，经常使用镀锡(锡合金)和 焊锡工艺。各种基板的锡(锡合金)涂覆层在某些条件下会在表面生 长出直径几个微米、长度在几十个微米到十多个亳米的须状晶体，形 状多样，有直针状、弯曲、面条扭结，开叉等形态。锡晶须的生长本 质上属于一种自发的，表面突起生长现象，不受电场、湿度和气压等 条件的限制，并且生长速度有快有慢。电镀以及其他沉积方法所形成 的镀层均存在晶须生长的风险，锡、锌和镉镀层特别容易生长出晶须， 金、银、铅和其他金属也存在同样的问题。大量的研究及统计数据分析表明，元器件镀锡(锡合金)引线锡 晶须生长是航空航天及武器装备在使用过程中造成致命失效的主要 潜在因素之一。近年来随着公众环保意识的增强，国际上相继出台了涉及电子封 装领域的环保立法与指导性的发展规划，全球电子产品巿场对无铅化 的要求已经成为一种不可逆转的趋势。电子领域的无铅化迫使半导体 器件制造商必须考虑替代铅的电镀材料，忍痛割除早已接受并使用长达40多年的Sn/Pb (锡/铅)镀材料，过去数十年之所以使用Sn/Pb 合金作为标准镀覆材料，就是因为Pb的加入能抑制锡晶须的形成。 而在无铅化的今天，锡晶须的问题又变成了人们必须面对的课题。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问 题不同条件下锡(锡合金)锡晶须生长潜伏期长短相差极大。在有些情况下处理工艺结束后的几秒钟内锡晶须就开始生长，而在另一些 情况下锡晶须生长的潜伏期长达数年。国内没有对如何釆取恰当的试 验预处理程序及环境加速模拟条件有效激活锡(锡合金)晶须的生长 有相关的研究。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的问题是提供 一种锡晶须生长的快速测试 方法和系统，可以实现锡晶须生长的快速测试。为达到上述目的，本专利技术实施例的技术方案提供 一种锡晶须生长的快速测试方法，包括以下步骤设置待测样品的外界应力；对所述待测样品进行初检，确定所述待测样品中锡晶须的初始长度和初始密度；在设置的外界应力下，所述待测样品进行锡晶须生长；测量所述 待测样品的锡晶须的长度和密度。其中，在所述对待测样品进行初检之前，还包括对所述待测样品 进行预处理。其中，在所述对待测样品进行预处理之前，还包括选择待测样品。其中，在所述待测样品进行锡晶须生长的步骤中，还包括对所述 待测样品进行抽检。其中，在所述测量待测样品的锡晶须的长度和密度之前，还包括 对所述待测样品进行筛选。其中，在所述测量待测样品的锡晶须的长度和密度的步骤中，还 包括选择所述待测样品的测量区域。其中，在所述测量待测样品的锡晶须的长度和密度之后，还包括 根据所述测量的待测样品的锡晶须的长度和密度，确定所述待测样品 的产品等级。本专利技术实施例的技术方案还提供了 一种锡晶须生长的快速测试 系统，包括外界应力控制装置，用于控制待测样品的外界应力；测 量装置，包括显微镜和/或扫描电镜，用于准确测量所述待测样品的锡晶须的长度及局部密度。其中，所述系统还包括预处理装置，用于对所述待测样品进行预 处理。其中，所述外界应力控制装置包括温度循环试验箱，用于控制所述待测样品的外界温度进行循环变化；恒温恒湿试验箱，用于控制所述待测样品的外界温度和湿度保持在预先设定的值。上述技术方案仅是本专利技术的一个优选技术方案，具有如下优点 本专利技术实施例通过外界应力控制装置试验选定缩短锡晶须生长潜伏 期的环境模拟加速试验，可以确定縮短锡晶须生长潜伏期的条件及时间；另外本专利技术实施例可以实现锡晶须长度和密度的测量。 附图说明图i是本专利技术实施例的一种锡晶须生长的快速测试方法的流程图2是本专利技术实施例的 一种锡晶须生长的快速测试方法的预处理 过程的流程图3a是本专利技术实施例的 一种引脚镀锡器件的测量区域选择示意图3b是本专利技术实施例的 一种无引脚镀锡器件的测量区域选择示 意图3c是本专利技术实施例的一种镀锡样片的测量区域选择示意图； 图4是本专利技术实施例的一种测量待测样品的锡晶须的长度和密度 的流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术实施例的一种锡晶须生长的快速测试方法的流程如图l 所示，包括以下步骤步骤S101,设置待测样品的外界应力。选择合适的外界应力以加 速元器件引线镀锡(锡合金)锡晶须的生长，本实施例中所采用的外 部应力主要是温度和湿度，釆用的试验条件主要是恒温恒湿条件下的 jfc存以及温度循环。本实施例中，所述设置的外界应力的参数如表l所示表1<table>table see original document page 7</column></row><table>步骤sl02,选择待测样品。本实施例中，有针对性的选择目前空 间用元器件使用较多的引脚镀锡工艺。试验样品的种类包括样片和元 器件，以元器件现场抽样获取样本为主，包括片式元件、继电器、高 密度双列直插扁平封装集成电路。样片为铜质基板上利用元器件锡表 面工艺进行镀锡处理。本专利技术对于任何用锡做表面处理的样品都应研 究，包括锡铅表面处理。样品种类包括镀锡样片、器件、成品镀锡 电子器件。步骤sl03，对所述待测样品进行预处理。本实施例中，依据所用 样品表面镀层的基底金属不同，需要在进行工艺和制造程序验收试验 前进行不同的预处理方法，通过适当的预处理方法来缩短锡晶须生长 的潜伏期。本实施例中选用回流烤箱对所述待测样品进行预处理，其 预处理过程如图2所示，可选预处理起伏剖面的参数如表2所示表2<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>本实施例中，预处理过程中各阶段的参数取值如表3所示:表3<table>table see original document page 8</column></row><table>步骤sl04,对所述待测样品进行初检，确定所述待测样品中锡晶 须的初始长度和初始密度。本实施例中，使用低放大倍数(50X-150X) 的显微镜以提高观测面积，确定所观察的检测面中是否有锡晶须生 长。若观察到锡晶须生长，需选择高放大倍数的显微镜进行详细检测。 在详细检测时要记录下所在区域内的锡晶须最大长度。步骤s105,在设置的外界应力下，所述待测样品进行锡晶须生长。步骤sl06，对所述待测样品进行抽检。为了反映锡(锡合金)锡 晶须生长的时间特性，在整个试验进程中，需选择几个中间测试点， 将样品从加速模拟试验条件中取出，进行显微观测，记录试验结果。步骤sl07,对所述待测样品进行筛选。本实施例中，选用放大倍数为50X-150X的显微镜对样品进行快速检查，确定所观察的检测面中是否有锡晶须生长。这样的目的是能更有效的检查整体样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锡晶须生长的快速测试方法，其特征在于，包括以下步骤：　设置待测样品的外界应力；　对所述待测样品进行初检，确定所述待测样品中锡晶须的初始长度和初始密度；　在设置的外界应力下，所述待测样品进行锡晶须生长；　测量所述待测样品的锡晶须的长度和密度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王群勇，刘欣伟，阳辉，白桦，刘燕芳，陈冬梅，孙旭朋，陈宇，
申请(专利权)人：北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]