焊接是目前所知道的人類使用的最古老工藝之一。焊點(diǎn)是在被焊金屬元素和焊料之間產(chǎn)生金屬鍵合而形成的。在二十世紀(jì)，最受歡迎的焊料是Pb37Sn63共晶焊錫。從2006年7月起，隨著歐盟的RoHS條例生效，在焊接中禁止使用鉛。實(shí)際上，大部分無(wú)鉛合金是錫基材料，它的成份中包含銀、銅，并且添加少量的鎳（Ni）、鈷（Co）、 鍺（Ge ）或銻（Sb）。富錫無(wú)鉛焊料的引入再度令人擔(dān)憂錫須現(xiàn)象。長(zhǎng)期以來(lái)，由于焊錫添加鉛的緣故，生長(zhǎng)錫須的現(xiàn)象一直抑制得很好。電子設(shè)備中生長(zhǎng)錫須的現(xiàn)象可能會(huì)影響焊接連接的可靠性，從而影響整個(gè)PCB的工作。
　　錫須是從錫或錫合金表面生長(zhǎng)出來(lái)的晶體，由于這種錫晶體會(huì)引起泄漏電流，造成相鄰導(dǎo)體橋連而出現(xiàn)短路，在低電壓時(shí)產(chǎn)生金屬蒸汽電?。ǖ入x子體），增大電磁輻射，以及散落的錫須碎片和污染造成損壞，這些都可能危及電路的可靠性[1, 2]。錫須生長(zhǎng)是壓縮應(yīng)力釋放引起的[3]。銅的金屬化合物和含氧表面層很可能生長(zhǎng)錫須。本文介紹X射線能量色散譜（EDS）研究的結(jié)果，說(shuō)明錫須生長(zhǎng)和合金表面層的銅與氧的含量之間的關(guān)系。
　　為了評(píng)估錫須生長(zhǎng)和表面層的含銅量及含氧量的關(guān)系，使用PCB技術(shù)準(zhǔn)備測(cè)試樣本。在實(shí)驗(yàn)中，使用玻璃環(huán)氧樹(shù)脂層壓板，層壓板上覆蓋一層厚17微米的銅箔。一組樣品使用化學(xué)鍍鎳制備，底層浸金，使用鈀（Pd）活化劑。鎳的厚度從4微米到 6微米，鍍金層的厚度約為0.05微米。導(dǎo)電焊盤(pán)上覆蓋了Sn100 焊錫合金和Sn99.3Cu0.7Ni焊錫合金。這些合金用水性助焊劑進(jìn)行手工焊接。焊接的溫度根據(jù)合金的成分確定。鍍錫層的厚度范圍從10 微米到 20微米。樣品在溫度60°C、相對(duì)濕度87%下長(zhǎng)時(shí)間暴露3000 小時(shí)。使用飛利浦XL30顯微鏡得到掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和EDS。為了確定局部區(qū)域的元素含量，尤其是銅和氧的含量，在掃描電子顯微鏡中的進(jìn)行掃描的X射線譜在入射電子束的影響下產(chǎn)生。對(duì)樣本中的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行EDS分析：錫須體上的點(diǎn)和錫須的底部上的點(diǎn)。
　　為了進(jìn)行比較，在焊盤(pán)邊緣的中點(diǎn)，對(duì)最靠近錫須的隨機(jī)位置進(jìn)行分析。用來(lái)進(jìn)行EDS分析的電子束能量在10 keV的水平，因此，根據(jù)Kanaya-Okayama模型來(lái)計(jì)算電子在錫中的穿透范圍時(shí)，對(duì)于10 keV的電子束，穿透深度為0.65微米[4]。
　　結(jié)果
　　對(duì)于在溫度60°C和相對(duì)濕度87% 下暴露 3000 小時(shí)的樣品，在所有四種類型的樣本（即兩種直接在銅層上焊接的Sn100和Sn99.3Cu0.7Ni樣本，以及兩種鎳/金底層的樣本，如圖1和圖2所示）都發(fā)現(xiàn)錫須。不過(guò)，只在焊錫的邊緣發(fā)現(xiàn)錫須（這里焊錫的厚度比中間的厚度小很多），而不是焊錫中間部位出現(xiàn)。

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