錫鬚(晶鬚)試驗解決方案
作者:江志宏
📘 摘要總覽（TL;DR）
摘要：
錫鬚是無鉛化製程下純錫鍍層常見的可靠度風險，若成長過長可能造成短路與失效。
TL（Too Long）：
測試方法包括室溫、高溫、溫濕度、溫度衝擊與溫度循環，並對應 JEDEC JESD201、JESD22 與 IEC 標準。
DR（Did Read）：
錫鬚是純錫表面因應力、溫度、濕度等因素自發成長的細絲狀結構，長度超過 25–60μm 時可能引發短路:contentReference[oaicite:1]{index=1}。
JEDEC JESD22A121 規範長度量測方法，JESD201 定義環境接受度需求，IEC 與 JP002 則提供輔助標準。
測試方式包含室溫儲存（20–25℃/30–80%RH）、高溫儲存（55–90℃）、溫濕度（60℃/90–95%RH）、溫度衝擊（−55↔85℃）、溫度循環（−40↔125℃）等。
抑制錫鬚的方法包含加鎳阻擋層、使用霧面錫、後烘處理、調整鍍錫條件與降低純度等。
透過標準化驗證，工程師可提前掌握風險，確保無鉛產品的長期可靠度。
錫鬚(晶鬚)[Whisker]，元器件製造在導入無鉛化的過程當中，為了維持零組件的可焊性常以鍍純錫來取代原用的錫鉛 ，但是經過一段時間之後，在常溫底下純錫鍍層就會長出樹枝狀的突出物，稱之為錫鬚(晶鬚)，錫鬚與大家常說的離子遷移是完全不一樣的東西 ，請大家要注意，如果錫鬚的長度太長，會造成導體或零組件之間的短路，目前已經訂定出相關的錫鬚檢測標準還有錫鬚的環境試驗測試方式 可協助相關企業測試錫鬚的抑制方式，以及避免錫鬚的方法以符合相關無鉛製程的重金屬的要求與標準，在高密度構裝的電子產品裡面(手機 、PDA、MP3、汽車電子..等)，錫鬚的要求更是刻不容緩，慶聲希望透過相關資料的收集與整理，幫助慶聲的客戶盡快導入錫鬚試驗 ，提升與強化企業本身的競爭力。
📌 實務案例
車用電子模組進行 JESD201 溫濕度條件（60℃/95%RH/1500h）測試，發現錫鬚超過 50μm，後續導入 Ni 阻擋層改善。
通訊設備依 IEC 60068-2-14 溫度循環（−40↔125℃，2000 cycles）驗證，錫鬚成長減少，通過可靠度要求。
伺服器電源模組於 −55↔85℃ 溫度衝擊測試下，錫鬚長度控制在 25μm 以下，符合 JESD22A121 標準。
下方為錫鬚生長出來之圖片：
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錫鬚(晶鬚)試驗方式介紹:
■ 錫鬚(晶鬚)試驗方式-室溫環境儲存：
■ 錫鬚(晶鬚)試驗方式-高溫環境儲存：
■ 錫鬚(晶鬚)試驗方式-溫濕度儲存：
■ 錫鬚(晶鬚)試驗方式-溫度衝擊(TST)：
■ 錫鬚(晶鬚)試驗方式-溫度循環(RAMP)：
常見問與答（FAQ）
錫鬚是純錫表面因應力與環境作用下自發成長的細絲狀金屬突起，長度可超過數十微米，可能造成短路。
錫鬚為金屬突起，源於鍍錫層內部應力；離子遷移則是水氣中離子沿絕緣層擴散形成導電路徑，兩者失效模式不同。
常用 JESD22A121 與 IEC 方法，透過光學顯微鏡或 SEM 測量，並依測試條件限制最大允許長度（25–60μm）。
包含在錫層下加鎳阻擋層、使用霧面錫、後烘處理、降低應力與添加合金元素等方法，有助於降低錫鬚成長。
包含 JEDEC JESD201、JESD22A121、IEC 60068 以及 JP002 指導方針，對錫鬚測試條件與長度限制有明確規範。
