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面向航天应用的热循环与真空条件下COTS器件锡须可靠性及抑制方法研究
发布时间: 2025-08-28
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
航空航天技术,新一代民用航空运行保障系统
成果介绍
随着航天产业对成本控制的需求以及商业航天的兴起，COTS器件的应用越来越多。COTS器件以纯锡镀层为主，依据传统理论，纯锡镀层会生长锡须，当长度超过绝缘安全间隙后，引发短路风险或尖端放电，故锡须可靠性是电子产品服役可靠性重要方向之一。现有研究更多基于地表环境，对空间环境下的锡须生长研究还相对较少。本项目成果主要针热真空环境对COTS器件对锡须生长的影响以及相应的抑制方法。
成果亮点
1）对于COTS器件，纯锡镀层易于生长锡须，热循环、热冲击及热真空试验均发现锡须生长。不同器件，锡须生长倾向不同。相对来讲，瓷介电容无论最大锡须长度或锡须密度均为几种试验器件中最大，其内部镍镀层不能有效抑制锡须生长。对于SOP或TO封装等成型器件，锡须主要集中于应力集中最大的成型弯折处。
2）随着循环周次增加，锡须长度及锡须密度均不断增加。对比不同条件，热真空条件下锡须生长速度远高于热循环与冲击条件，观察到400周次后，0603封装瓷介热冲击锡须最大长度为59μm，热循环为53μm，热真空则为124μm。这与热真空条件下氧化膜厚度低有关，锡须生长阻力较小，锡须密度与其他条件相当，真空条件对锡须的萌生影响有限。此外，不同锡须生长具有不同生命周期，当循环达到一定周次后表现为有的锡须停止生长，有些继续生长。
3）随着温变范围的减小，锡须生长均表现出锡须长度及密度的下降，0-40℃温度范围几乎无锡须萌生及生长。而对于-40-85℃及-55-100℃，锡须密度及长度均大大增加。
团队介绍
北京航空航天大学（Beihang University），简称北航（BUAA），位于中国首都北京市，隶属于中华人民共和国工业和信息化部，中央直管高校，中国第一所航空航天高等学府，具有航空、航天和信息领域的发展比较优势。是国家重点建设的高校、全国第一批16所重点高校之一、211工程、985工程建设高校、国家“双一流”建设高校。
成果资料
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