王泽坤，张福曦

(1.奥本大学 机械工程系,美国 奥本 36849；2.上海海洋大学 工程学院，上海 201306)

晶须是从锡镀层、锡合金层表面或其他部位自发产生的、有少量分支的柱形或圆柱形细丝状单晶形式的金属细丝.晶须易出现在延展性好的材料中，特别是低熔点金属，如锡、镉、锌、锑、铟和铁等，其强度为一般金属的几千倍至几万倍[1].此外，铋、银、金、铝等金属和半导体以及陶瓷、硅等非金属材料也会产生晶须.而晶须作为超级导电体，同时具有良好的耐高温性能，会导致电路瞬态短路或永久短路，甚至造成灾难性事故[2].锡晶须短路已多次造成在轨商业卫星等太空设备、海洋工程、雷达和数据中心等事故，以及高密度封装的民用电子产品事故[2-4].

锡晶须在室温下生长缓慢，一般为0.03～9 mm/a.而在高温、高湿、高海拔、真空环境，特别是热循环的特定工作环境和条件下，其生长速度会急剧增加，晶须长度可达数百微米.电子封装业曾普遍使用锡-铅合金为镀层材料，以延缓或抑制锡晶须生长造成的危害[5].随着铅元素及其化合物对人体毒性的发现，各国均严格限制使用与铅相关的电镀材料.电镀锡及其合金因具有耐蚀性好、可焊性好、低成本和低电阻率等优良性能，成为连接器的首选镀层材料.但其在贴片、焊端表面、基板、镀层与基板的交接处、插头、引线接合处和集成电路互连根部以及端部等部位存在锡晶须自发生长，易造成电路短路，导致产品可靠性逐年降低甚……