晶须生长试验：电子元件可靠性验证的重要手段
晶须生长试验：电子元件可靠性验证的重要手段
晶须是一种在金属材料中形成的细长丝状晶体，这种微小结构可能在电子或电气产品中出现。晶须的形成通常与金属晶体的非均匀扩张有关，可能由应力或其他外部因素引起。锡、镉、锌等金属是容易产生晶须的典型材料，其中锡晶须尤为常见。晶须的存在可能对电子产品的性能和可靠性产生负面影响，因此在电子制造过程中，控制和预防晶须的形成显得尤为重要。
晶须的成因与影响
晶须的形成过程通常涉及金属晶体的物理位移，这种现象可能由焊接后的内应力引起。晶须的形态多样，可能呈现直线、弯曲、扭结或环形等形状，其截面形状也各异，包括星形、带形、不规则多边形和花形等。晶须的长度可以从几微米到数毫米不等，表面可能带有纵向条纹或凹槽。晶须的存在可能导致以下危害：
永久性短路：晶须生长到一定长度后，可能使两个不同的导体短路，尤其在低电压、高阻抗电路中，可能产生稳定持久的短路。
短暂性短路：在高电压下，电流可能超过晶须所能承受的电流，导致锡须熔断，从而产生瞬时短路。
残屑污染：在振动环境中，锡须可能从镀层表面脱落或折断，形成残屑，引发电路短路或精密机械的故障。
真空中的金属蒸汽电弧：在航天器真空环境中，锡须短路可能导致金属蒸发放电，诱发稳定的等离子电弧，迅速毁坏电子设备。
锡须试验的重要性
锡须试验是一种重要的材料可靠性验证方法，尤其是在精密元件的生产工艺中。通过模拟不同环境条件下的腐蚀行为，可以预测金属材料在实际使用过程中的耐腐蚀性能和失效风险，从而降低生产过程中的安全隐患和成本损失。锡须试验的主要目的包括：
评估材料稳定性和耐腐蚀性：筛选出具有优异耐腐蚀性能的金属材料，为工业制造过程中的材料选择提供重要依据。
研究金属材料的微观结构和性能：揭示金属材料在高温环境下的腐蚀机制和演化规律，深入了解材料的物理化学性质及其与腐蚀行为之间的关系。
锡须的检测方法
为了检测和评估产品中的晶须，可以采用以下方法：
光学立体显微镜：放大倍数约为40至700倍，具备充足的照明，能够检测最小长度为10微米的锡须。
台式扫描电子显微镜：放大倍数约为200至40000倍，样品需要有良好的导电性，试验前需在表面镀一层厚度约0.01微米的金属膜，样品尺寸需在5厘米乘5厘米以内，过大的样品需要切割取样。