晶鬚
晶鬚也稱為锡鬚，是出現在電子元件中的現象，是指金屬中長出類似毛髮或是鬚狀的金屬。锡鬚在二十世紀初真空管時期就有相關紀錄，當時在製造時用純錫或是幾近純錫的合金作為銲料，而在有銲料的焊點上長出毛髮或是鬚狀的金屬物質，造成焊點之間的短路。晶鬚會在有壓縮應力的情形下出現。也有有關鋅、鎘甚至鉛晶鬚的記載[1]。針對晶鬚問題的改善有許多相關技術，包括退火程序（加熱及冷卻）的調整，加入像銅或鎳之類的元素，或是用敷形塗料包覆以避免短路[2]。以往會加入铅可以使晶鬚的成長放慢。
由於危害性物質限制指令（RoHS）等歐盟指令關注鉛帶來的健康問題以及「高科技垃圾」問題（WEE），欧洲联盟在21世紀初期已在大部份的消費電子產品中禁止使用铅，而無鉛銲料較容易出現晶鬚，此一問題又再度受到重視。
產生機制
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晶鬚是金屬晶体冶金学上的現象，從金屬表面自發性長出微小的絲狀金屬結構。此一效應主要會出現在金屬元素，不過也會出現在合金上。
晶鬚背後的機制目前仍未充份瞭解，不過會因為機械的壓縮應力而引發，包括以下幾項：
晶鬚和金屬的樹枝狀結晶不同：樹枝狀結晶外形類似蕨類，會沿著金屬表面生長，而晶鬚是髮狀的，會垂直於金屬表面成長。樹枝狀結晶的成長需要濕氣，讓金屬變成溶液中的金屬離子，在有電磁場時因為电迁移而重新分佈。目前還不確定晶鬚的準確機制，但已知晶鬚形成不需要金屬離子的溶劑化，也不需要有電磁場。
相關條目
[编辑]參考資料
[编辑]- ^ Lyudmyla Panashchenko. Whisker Resistant Metal Coatings (PDF). NEPP NASA. [23 October 2013]. （原始内容存档 (PDF)于2017-08-29）.
- ^ Craig Hillman; Gregg Kittlesen & Randy Schueller. A New (Better) Approach to Tin Whisker Mitigation (PDF). DFR Solutions. [23 October 2013]. （原始内容存档 (PDF)于2016-10-20）.
- ^ Karpov, V. G. Electrostatic Theory of Metal Whiskers. Physical Review Applied. 2014-05-15, 1 (4): 044001. Bibcode:2014PhRvP...1d4001K. S2CID 118446963. arXiv:1401.7689
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- ^ Borra, Vamsi; Itapu, Srikanth; Karpov, Victor G.; Georgiev, Daniel G. Modification of Tin (Sn) metal surfaces by surface plasmon polariton excitation. Scripta Materialia. 2022-02-01, 208: 114357. ISSN 1359-6462. S2CID 240093482. arXiv:2310.18495 . doi:10.1016/j.scriptamat.2021.114357 （英语）.
- ^ Sun, Yong; Hoffman, Elizabeth N.; Lam, Poh-Sang; Li, Xiaodong. Evaluation of local strain evolution from metallic whisker formation. Scripta Materialia. 2011, 65 (5): 388–391 [2024-03-19]. doi:10.1016/j.scriptamat.2011.05.007. （原始内容存档于2021-03-08）.
