錫須是在純錫或錫合金鍍層表面自發(fā)生長出來的一種細(xì)長形狀的錫的結(jié)晶。在電子線路中，錫須會引起短路，降低電子器件的可靠性，甚至引發(fā)電子器件故障或失效.。

1959年Arnold曾發(fā)現(xiàn)向錫中添加一定量的鉛(即Sn-Pb合金鍍層)可以減小錫須的生長傾向，但是鉛是一種有毒的重金屬，主要損傷人類的神經(jīng)系統(tǒng)，且電子產(chǎn)品中焊料用鉛在技術(shù)上難以回收。出于環(huán)保、人類自身健康的考慮，我國以及日本、歐盟、美國等國家或地區(qū)相繼出臺相關(guān)法規(guī)或法令明文限制或禁止在電子電氣設(shè)備中使用鉛，使電子產(chǎn)品無鉛化。電子行業(yè)無鉛化的趨勢，意味著電子工業(yè)中最廣泛應(yīng)用的Sn-Pb焊料將成為歷史，同時廣泛應(yīng)用的Sn-Pb鍍層也將被新的金屬或合金所取代，作為可能的替代者，純Sn， Sn-Bi， Sn-Cu，Sn-Ag都被研究過，它們均有潛在的錫須自發(fā)生長問題。

1951年，Compton、Mendizza和Arnold發(fā)現(xiàn)錫須會導(dǎo)致電路短路，并導(dǎo)致電容器失效，這一問題引發(fā)人們對錫須進(jìn)行了長期深入而廣泛的研究。但是至今，錫須現(xiàn)象還存在大量未解之謎。

錫須的危害在于其可能連接到其它線路上，并導(dǎo)致電氣短路，斷裂后落在某些移動及光學(xué)器件中引起這些器件的機械損害，處于相鄰導(dǎo)體之間可能產(chǎn)生弧光放電，燒壞電氣組件等。由于錫須通常在電鍍之后幾年甚至幾十年才開始生長，因而會對產(chǎn)品的可靠性造成潛在的危害比較大。

錫須導(dǎo)致的失效形式主要有四種:

（1）在低電壓下，由于電流比較小，錫須可以在臨近的不同電勢表面產(chǎn)生穩(wěn)定持久的短路;

（2）在高電壓下，由于電流足夠高而超過錫須的熔斷電流時(通常為50mA)，可以熔斷錫須從而導(dǎo)致瞬時短路;

（3）由錫須短路導(dǎo)致金屬蒸發(fā)放電，在航天器真空環(huán)境中，可誘發(fā)一個穩(wěn)定的等離子電弧，并導(dǎo)致電子設(shè)備的迅速毀壞

（4）在震動環(huán)境中，錫須會脫落，它不但會引發(fā)上述的電路短路，也可造成精密機械的故障或破壞

錫須可以呈現(xiàn)各式各樣的形態(tài)，如直線型、彎曲、扭結(jié)、環(huán)形等;其截面也形狀各異，有星形、帶形、不規(guī)則多邊形以及花形等;錫須表面一般有縱向的條紋或者凹槽，也有的錫須表面比較光滑。其長度從幾μm、幾十μm、到幾百μm不等，甚至達(dá)到數(shù)毫米。錫須多從錫鍍層表面上萌生并生長，文獻(xiàn)中報導(dǎo)的多數(shù)研究工作也多集中于此，近年來也有一些報導(dǎo)在大塊錫基合金表面發(fā)現(xiàn)有錫須生長。

影響錫須生長的因素

影響錫須生長的因素很多，主要包括應(yīng)力、金屬間化合物、鍍層晶粒大小與取向、基體材料、鍍層厚度、溫度及環(huán)境、電鍍工藝、合金元素、輻射等。

錫須的生長主要發(fā)生在室溫附近。升高溫度可以加快錫原子的擴散速度，有利于錫晶須生長。但是溫度較高的時候(如超過100℃后)，應(yīng)力(錫須生長的驅(qū)動力)被松弛，它又不利于錫須生長。

據(jù)報導(dǎo)，錫須在115℃時生長變慢，到150℃以上就停止生長。一般認(rèn)為50～60℃是最適宜錫須生長的溫度。

濕度對錫須生長也有影響。相對濕度越高，錫須生長越快，特別當(dāng)相對濕度達(dá)到85%以上時。目前濕度已經(jīng)作為加速錫須生長手段的一部分，但微觀機理目前并不清楚。因此，環(huán)境對錫須生長的影響尚需要進(jìn)一步的探索。

到目前為止，工業(yè)界尚未找到完全能防止錫須生長的方法，但是，由于錫須對電子產(chǎn)品的長期可靠性存在著實際的威脅，目前工業(yè)界最為關(guān)注的是如何采取有效的措施能夠抑制錫須的生長。但是隨著電子產(chǎn)品無鉛化進(jìn)程的推進(jìn)，Sn-Pb合金鍍層已不再可用，有必要尋求其它有效抑制錫須生長的方法。

錫須生長加速實驗

評估錫須生長傾向最簡單的方法就是在室溫下自然存放，但這個方法很費時。因為錫須生長是一個長時期的過程，要想研究錫須生長行為，利用短期試驗來評估錫須生長傾向就必須探尋合適而有效的錫須生長的加速實驗方法。

高溫高濕環(huán)境

冷熱溫度循環(huán)

高溫存放

通電加速

結(jié)論

（1） 錫須自發(fā)生長是一種自然現(xiàn)象，已經(jīng)研究多年，電子產(chǎn)品無鉛化的趨勢，使得無鉛鍍層自發(fā)生長錫須問題再次成為工業(yè)界面臨的亟需解決的重大問題。

（2）錫須形貌具有多樣性，控制錫須形貌的因素目前還不清楚。

（3）影響錫須生長的因素很多，包括應(yīng)力大小、金屬間化合物、鍍層晶粒大小及擇優(yōu)取向、基體材料、鍍層厚度、溫度及環(huán)境、電鍍工藝、合金元素、輻射等。

（4）加快錫須生長是研究和評估錫須的重要一環(huán)，目前有多種方法和標(biāo)準(zhǔn)，如高溫高濕環(huán)境(H-H)、冷熱溫度循環(huán)(T-C)、高溫存放(H-T)、通電加速，但是還沒有達(dá)成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前在上述所有的領(lǐng)域中都仍有大量的研究工作要做。

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