無鉛釬料焊點(diǎn)表面氧化亞錫晶相產(chǎn)生機(jī)理研究.pdf

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

2、>　　(2)分析結(jié)果表明，該晶體的產(chǎn)生機(jī)理為金屬在水溶液中的原電池反應(yīng)：焊點(diǎn)中的Sn為反應(yīng)的陽極，與焊點(diǎn)相連的Au為反應(yīng)的陰極；陽極Sn反應(yīng)產(chǎn)生的Sn2+與陰極O反應(yīng)產(chǎn)生的OH2-在水溶液中相結(jié)合生成難溶的Sn(OH)2，并在適當(dāng)?shù)臈l件下在焊點(diǎn)表面及周圍脫水結(jié)晶成氧化亞錫晶體。
　　(3)實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，在Sn-Ag-Cu及Sn-Ag-Cu-Bi系無鉛釬料所形成的焊點(diǎn)表面均有氧化亞錫晶體產(chǎn)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(yīng)沒有明顯的影響；實(shí)驗同時發(fā)現(xiàn)，Sn37Pb釬料焊點(diǎn)表面及周圍會產(chǎn)生片狀Pb氧化物（PbOx），其產(chǎn)生機(jī)理與氧化亞錫晶體的產(chǎn)生機(jī)理相類似。
　　(4)與焊點(diǎn)相導(dǎo)通的陰極材料是該原電池反應(yīng)發(fā)生的必要條件之一；除Au以外，只要能導(dǎo)通電路、為陰極反應(yīng)提供場所且自身不參與反應(yīng)的材料均可作為反應(yīng)的陰極，例如Cu；陰極面積越大，則該原電池反應(yīng)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(dǎo)率，有利于該原電池反應(yīng)的進(jìn)行；溶液中O2的溶解量越大，則陰極反應(yīng)條件越充分，越有利于該原電池反應(yīng)的進(jìn)行。
　　(6)焊點(diǎn)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(chǎn)生；采用HO22等氧化劑進(jìn)行焊點(diǎn)表面再氧化也可起到類似的抑制作用。
　　以上研究結(jié)果揭示了該氧化亞錫晶體的產(chǎn)生機(jī)理及相關(guān)的影響因素，為生產(chǎn)上最終有效抑制