iNEMI錫晶須用戶小組由8家大型高可靠性電子組裝的制造廠家組成。這幾家公司年購置元器件達幾百萬美元，由這幾家公司組成用戶小組，就有關高可靠性電子應用領域的無鉛表面涂覆材料提出一些建議，旨在使由于錫晶須產生故障的可能性降低到最低極限。iNEMI用戶小組成員一致認為純錫電鍍在高可靠性應用中存在有風險，而采用成本合理的替代產品可降低這種風險。
電子組裝行業(yè)在解決錫晶須問題和測試方面所采用的方法的標準化工作中取得了長足的進步。在2005年和2006年出版發(fā)行的標準和相關出版物中重點論述了錫晶須測試、環(huán)境可接受要求和解決方案（JEDEC標準JESD22A121.01，測量錫和錫合金表面涂層上晶須生長和JESD201，錫和錫合金表面涂層的錫晶須敏感度的環(huán)境可接受要求和JEDEC/IPC焊點出版物JP002，當前錫晶須原理和解決方案指南）。用戶小組完全支持并同意將這些文件作為解決方案中綜合策略的一部分，錫晶須測試和鍍覆工藝控制對于降低與錫晶須相關的故障的風險來說是很有必要的。
本文件對該小組2003年6月出版發(fā)行和2005年5月修訂的原報告進行了再次修訂。該文件對用于不同用途的元器件涂層提出了建議，并根據(jù)用戶小組成員自身的經驗和可靠的數(shù)據(jù)給出了其最佳的評判。有關無鉛組件涂層遷移的27條通用指南已用于這些建議的制訂中。本文件不適用于關鍵應用領域，如像：航空領域。這些指南通常滿足不了這些類型應用的需求。
在制定JESD201和JP002過程中，用戶小組與JEDEC和IPC密切合作。不過，錫晶須的問題仍沒有得到解決，而且這個問題一直是威脅到產品可靠性的一個重要問題，成為人們時常談論的熱點話題。用戶小組當前的目標是將重點放在這個問題上，并持續(xù)為用戶和供貨商提供指南，以便降低由錫晶須導致產品在功能或可靠性方面產生問題的可能性。通過將已知的解決方案與工藝控制和某些等級的測試結合起來可以達到這個效果。錫晶須的問題一直是電子產品可靠性的關鍵問題。每年使用的組件量達億萬個，但是，只要有一個缺陷就會產生一類問題。
一、背景說明
在電鍍非合金錫中形成錫晶須和錫晶須生長已有很長的歷史了，錫晶須的形成和生長會使各種類型的電子設備產生可靠性的問題1。50多年來，在解決錫晶須問題中所采用的主要方法就是往鍍錫液中添加鉛（Pb）。法規(guī)限制在出口到歐盟和世界其它地區(qū)的電子產品中使用鉛，因此，使得電子元器件的供貨商將鍍錫-鉛（SnPb）中的Pb取消，只采用純錫成分。這是最常用的方法，而且對于多數(shù)制造廠家來說是一種成本低廉的取消鉛的方案。然而，對于高可靠性用戶來說，由于鍍覆純錫和錫合金存在著形成錫晶須的趨向，純錫方法存在可靠性方面的問題。
本報告給出了用于不同用途的適用的無鉛涂覆材料的替代品。iNEMI成員根據(jù)個人的經驗，結合有關錫晶須形成和生長方面的技術文獻給出了他們的見解。用戶小組在幾個國際聯(lián)合體的贊助下正在進行錫晶須形成和生長方面的研究工作，其工作內容包括iNEMI錫晶須仿真項目（iNEMI Tin Whisker Modeling Project）、錫晶須加速測試項目（iNEMI Tin Whisker Accelerated Test Project）和馬里蘭大學計算器輔助壽命循環(huán)工程“CALCE”小組（University of Maryland’s Computer Aided Life Cycle Engineering）（http://www.calce.umd.edu/lead-free/tin-whiskers/）。在此特別感謝NASA Goddard Space Center website （http://nepp.nasa.gov/whisker/）就有關錫晶須問題的背景信息和研究提供的列表。
在過去的幾年中，在了解錫晶須形成和基礎原理方面取得了顯著的進步。錫晶須的形成是由于錫膜中的壓縮應力所致，通常，人們對這種說法是可以接受的2。這種應力源自諸多不同的渠道，包括金屬間化合物形成、氧化作用和腐蝕、熱循環(huán)或機械方面的因素。仍有許多因素需要我們去了解，以便對錫晶須形成和生長過程進行全面的描述。對錫晶須生長進行預測和描述的量化模型是不存在的。因此，根據(jù)解決方案和指南，在防止Sn膜和基體間產生壓縮應力所獲得的實驗數(shù)據(jù)是有根據(jù)的，這些數(shù)據(jù)支持實際應用。除此之外，已制訂了標準的測試條件和可接受標準。然而，相對于實際現(xiàn)場使用條件而言，這些標準的測試條件是可以加速的或者是不可以加速的，而且與使用環(huán)境和服務條件也沒有直接聯(lián)系。因此，斷言鍍錫工藝“無錫晶須”或保證使用壽命期限內不會出現(xiàn)錫晶須缺陷，此時，必須抱以懷疑的態(tài)度。用戶小組特別鼓勵對錫晶須的問題進行持續(xù)不斷地研究，并制定出解決方案。
二、向符合RoHS的涂料轉移的通用指南
出版界對于錫晶須形成和向無鉛表面涂層材料轉移的方案已有大量的最新信息報道。在決策之前，應對有效數(shù)據(jù)和替代產品有個全面的了解，這是合乎情理的。各公司需根據(jù)可靠性方面的風險和市場應用方面的成本效益對替代產品進行評估。
應告知用戶錫晶須實驗相對于生長速率、潛伏期的時間和許多其它參數(shù)缺乏一致性。除非某些解決錫晶須指南得到iNEMI用戶小組的支持。對于讀者來說，了解本文中討論的各種解決方案和技術是很重要的，不過，這些解決方案和技術對于排除錫晶須的問題并不是特別靈驗，不應將其作為防止錫晶須的方法，只能作為降低錫晶須的方法。對于這些技術，在有效降低錫晶須的產生因素方面，如果在技術上有很大爭議的話，某些用戶就會考慮使用其它材料系列和這些材料的組合，因此，需要一些錫晶須測試數(shù)據(jù)的支持（作為后備方案）。特定用戶和供貨商必須對替代產品解決方案和/或錫須測試步驟達成一致意見。第四節(jié)中的表1給出了無鉛涂層的優(yōu)先級。
A. 通用的解決方案（優(yōu)先級）
1. 非錫鍍覆：應首先將鎳-鈀-金（或純鎳-鈀）用于引線框架的鍍覆。這種鍍層在生產現(xiàn)場應用中具有較長的歷史（1992-現(xiàn)在）。早期的可焊性問題已得到了解決。此外，業(yè)已證實，在多數(shù)環(huán)境下，NiPdAu不會出現(xiàn)錫晶須問題。iNEMI用戶小組特別推薦將這種鍍層用于多數(shù)引線框架，以便使錫晶須生長延遲。然而，用戶應意識到模壓化合物與像Pd和Au這樣的貴金屬材料的結合力不像銅那樣好。因此，在與SnAgCu無鉛組裝類似的較高溫度下，NiPdAu封裝要獲得MSL 1和2的性能是很難的。在高碳氫和硫氣氛下，NiPdAu還可抑制加速測試中的腐蝕。在實際生產中并沒有注意到這種腐蝕。
2. 采用往Sn鍍液中添加Pb的方法來緩解錫晶須的形成3。雖然，法規(guī)限制使用Pb，使得這種方法對于許多產品來說是行不通的，但是，有一些豁免產品和“不受法規(guī)限制的”產品仍可以使用SnPb涂層。這是50多年來解決錫晶須問題所采用的主要方法，且具有極好的現(xiàn)場應用史。iNEMI用戶小組特別提出建議將SnPb鍍層持續(xù)用于豁免產品的應用中。鼓勵供貨商為這些應用不斷地制造涂覆了SnPb的元器件。
3. 在鍍錫層和銅（Cu）基底金屬之間添加鎳（Ni）底層，可緩解錫晶須的形成（這是用戶小組提出的建議，這個建議是很關鍵的）。鍍覆的底層可減輕錫膜中的壓縮應力，其被認為是錫晶須生長的原因之一。鍍鎳層的厚度、孔隙度和延展性對于確保銅阻擋層的有效性也是極其重要的。即使在引線成形后，確保達到這些參數(shù)的相應值同樣是很重要的。在隨后的成形過程中或在實施其它操作過程中，如果鎳層開裂或損壞的話，就說明這種解決方法無效4。類似地，控制錫浴的雜質，特別是銅，對于成功地制做底層是很重要的5。此外，在鎳阻擋層上鍍覆錫薄膜（達3μm）將會受益于NiSn金屬間化合物形成的錫膜而產生的拉伸應力，從而局部補償了由于各種其它渠道，如像：熱循環(huán)，產生的壓縮應力。
4. 用戶小組允許使用經24小時內的電鍍，在150℃下達1小時的退火，并將其作為鍍錫銅合金引線框架的一種通用的有效解決方案。自1962年以來，已將退火/熱處理作為解決錫晶須的技術6。通常，某些作者認為退火會提高形成錫晶須的潛伏時間，不過，延遲時間完全不同，可以是幾個月，乃至幾年。與非退火部件比較，退火還會降低錫晶須長度，不過，這方面的數(shù)據(jù)是極少的。最近所獲得的數(shù)據(jù)表明退火可以將金屬間化合物形態(tài)由不規(guī)則的Cu6Sn5改變?yōu)檩^均勻的由Cu3Sn和Cu6Sn5構成的兩層金屬間化合物。由于結果的易變性，建議只有在有測試數(shù)據(jù)支持的情況下，才能夠使用退火。還可參見第23條的說明。
B. 其它適用的解決方案，非常用（大體上以優(yōu)先級見第四節(jié)中表1的優(yōu)先級）
5. 熱浸錫是一種熔融錫浴工藝，并末廣泛地應用于電子組件的引線框架結構中，不過，已用于像繼電器這樣的結構鋼零件、連接器和器件中7。有證據(jù)說明，使用純錫這種解決方法可能不會有效8。通常，用Sn-4%Ag或SnAgCu熱浸則是一種有充分準備的解決方案9。用SnCu合金熱浸可能會有效，也可能不會有效。在鍍覆后將鍍錫層浸漬，并將其作為一種解決方案時，由于元器件的幾何形狀的緣故，可能會出現(xiàn)某些端子區(qū)域沒有覆蓋的現(xiàn)象。這些區(qū)域產生錫晶須生長的可能性要比涂覆了涂料的區(qū)域可能性大。
6. 鍍覆后在短時間內在熔融的錫中鍍覆以緩解錫晶須的形成10。熔融是一種回流操作，這種操作通常是將鍍錫的表面浸漬于熱油浴中來完成的。一些用戶小組成員建議在具有良好的現(xiàn)場生產史的條件下，采用熔融錫的方法。
7. 在有限的測試中，鍍覆的SnAg（2-4% Ag）合金具有降低錫晶須生長的可能性。用戶小組鼓勵對這種涂層進行深入的研究，并將這種方法作為一種可能的錫晶須解決方案。
8. 在往錫中添加2-4%比重的鉍時，鉍可能有助于抑制錫晶須的生長11，可以將這種方法作為一種適用的解決方案。用戶應意識到與用SnPb焊接的SnPb涂層的引線框架比較，用于合金42引線框架上的SnBi涂層和用SnPb焊接的產品會降低焊點的疲勞壽命12。 用戶可對規(guī)定的使用環(huán)境的可接受性進行評估。到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)有關低Bi含量的錫-鉍（SnBi）合金涂層與共晶SnPb焊料形成的SnPbBi三元共晶合金方面的報道。有一種低熔點合金，其是在96℃的低熔點錫-鉛-鉍之間形成三元共晶合金。不過，當用SnPb進行焊接時，將少量（1-5%比重）的鉍添加于錫涂料中，根據(jù)熱力學原理，不可能形成三元共晶合金13。有一種三元SnPbBi包晶，從熱力學的角度，適用于鉍比重大于6%的組件涂層，這種包晶合金熔點為135℃。只要引線上的鉍濃度小于6%，包晶就不會有問題。使用共晶錫鉛焊料，將涂層中的鉍含量控制在3-5%之間是很有必要的。這樣的話，在未研究三元共晶合金的混合范圍的情況下，用于抑制錫晶須形成的鉍就足夠了。除此之外，要求保持低含量的鉍成分，以便保持成形引線的可焊性。
C. 通常不應使用的涂層（沒有特定的順序）
9. 業(yè)已證實，在多數(shù)情況下，銀涂層不會出現(xiàn)晶須生長。不過，銀枝晶會快速生長，或者是在某些情況下，在H2S中會產生銀須（據(jù)發(fā)現(xiàn)在某些情況下，空氣中含有SO2被污染的環(huán)境）14。此外，用戶有時不使用銀涂層是由于其潛在有電子遷移和可焊性儲存壽命方面的問題。
10. 當將銅添加到錫鍍液中，并作為一種合金成分時，由于銅會提高晶須的形成和生長，所以，鍍覆錫銅合金并不是滿意的涂層15。參見第6條有關用于浸SnCu涂層的說明。
11. 用戶小組特別建議在沒有鍍覆銅或鎳擴散阻擋層的情況下，不要在黃銅層上鍍錫16。如果采用了鍍覆銅底層的話，建議采用在銅上鍍錫的其它解決方案。銅或鎳擴散阻擋層的最小厚度為1.27μm。
12. 一般來說，不提倡鍍亮錫。不過，可能在一些特殊應用領域亮錫則是一種適用的方法。在沒有鎳阻擋層的情況下和在焊接后的元器件（IC、無源組件等）應用領域，不提倡鍍亮錫。對于非焊接應用而言，最近的一些研究表明當使用Ni底層或新的碳含量較低的鍍亮錫時，可能會抑制亮錫的錫晶須生長17。注意并不是所有的數(shù)據(jù)意見都一致18。提供這一信息，用戶可對非可焊接應用領域的Ni阻擋層上鍍亮錫的評估進行選擇。在所有組件表面上的鎳必須是連續(xù)的，且是無孔洞的。對于內有空穴的組件（例如；BNC連接器），確認鍍鎳層厚度和內表面的覆蓋率是至關重要的。有史以來，認為鍍亮錫的錫晶須生長比鍍無光澤錫還要嚴重19。通常，亮錫的碳含量為0.8%或更高，在鍍覆后，其壓縮應力等級比無光澤錫要高。傳統(tǒng)的無光澤錫的鍍覆，其晶粒要比亮錫的大，且碳含量要比亮錫的低。然而，低含碳量和低應力的新型亮錫鍍覆適合于商業(yè)應用。其碳含量基本與無光澤錫一樣。然而，這是一種新開發(fā)出的技術，了解到這一點是很重要的，而且鼓勵開展進一步的深入研究。對于促使晶須形成的因素，在晶粒尺寸和碳含量的作用方面存在著爭議。每種因素都與鍍錫中壓縮應力有關。不論選擇的是無光澤錫鍍層，還是亮錫鍍層，應實施錫晶須試驗（根據(jù)JESD201的規(guī)定），以便評估鍍錫的性能。晶粒結構（見指南14）和有關多次的錫膜應力等級的數(shù)據(jù)，對于評估這種涂層的適用性是很有用的。鼓勵對這些新的低含碳量的亮錫進行更深入的研究。本文的目的是根據(jù)下表的內容確定無光澤錫和亮錫的參數(shù)：
D. 深入研究所需的解決方案（無特定順序）
13. 建議在鍍錫層和銅基底金屬之間添加銀（Ag）底層，并將其作為一種緩解晶須形成的方法，類似于上述的鎳。不過，對于緩解晶須而言，有限的晶須測試數(shù)據(jù)支持Ag底層的有效性20。用戶小組對于這種解決方案潛在的有效性予于認可，并鼓勵對這種技術進行深入的研究。
14. 錫涂層中的大量水平和傾斜顆粒邊界（較理想的等軸晶粒結構）的非柱形晶粒結構通過降低由擴散（而不是晶須生長）產生的壓縮應力可能會降低或排除晶須生長21。實驗數(shù)據(jù)證實了這種解決方法仍是極有限度的。用戶小組鼓勵對這種技術進行深入的研究，并作為可能的晶須生長的解決方案。特別建議對采用這種技術實施的錫沉積的應力等級進行不時的跟蹤，并確認不會時常產生壓縮應力。
15. 在有限的測試中鍍覆銅基合金之前，在蝕刻深度為3-4μm的范圍時，表面化學蝕刻說明錫晶須生長有可能會下降22。用戶小組鼓勵對這種技術進行深入的研究，并作為可能的晶須生長的解決方案。
E. 相關應用
16. 理論上來說，Sn涂層的腐蝕（嚴重的氧化通常是由于水的冷凝作用）主要是Sn膜中壓縮應力23作用的結果，這種腐蝕促使晶須生長24。為了降低產生與錫晶須相關缺陷的風險，對于具有腐蝕作用的應用顯然應考慮到采用一些附加預防措施，如像，敷形涂覆或非Sn涂層。
17. 在連續(xù)將機械壓縮應力施加于錫涂層的應用領域（例如：在柔性電纜互連上的零插拔力連接器），錫晶須生長的風險更為突出，用戶應對其進行認真的評估，以便確定在這種應用中晶須的生長是否會導致可靠性方面的問題。用戶應與供貨商一道對這些領域的應用存在的問題尋求相應的解決方法。
18. 對于產生大量熱循環(huán)的應用，如像：功率循環(huán)，戶外應用等，在與Sn和基底材料的CTE不匹配相關的Sn涂層中會產生壓縮應力25。只注重由像形成金屬間化合物而產生應力的底層鍍層或退火這樣的緩解措施，對于緩解這些應用中的錫晶須生長是不會奏效的。
19. 用戶在將錫涂層施用于合金42（Fe-42Ni）引線框架的這種會產生大量熱循環(huán)的應用中應注意。鍍覆Sn（1-4%）Bi表明在這種應用中有可能降低晶須生長。此外，根據(jù)至少一家引線框架供貨商的證實，低孔隙的NiPdAu可用于這種應用。
20. 浸錫是一種化學替代工藝，采用這種工藝可以獲得相當薄的（<40 micro-inch 或 1μm）無應力薄膜。在iNEMI小組成員的研究中發(fā)現(xiàn)，浸錫層上會生長晶須，不過，晶須長度一般局限在<20 micron。對于某些應用而言，浸錫是一種適用的、風險最低的選擇，iNEMI用戶小組中的一些公司已將其成功地應用于生產中。鑒于可焊性的擱置壽命方面的考慮，通常，這種涂層不適合于電子組件的應用。然而，可將無鉛涂層方案的其中一種選用于印制電路板的應用中26。
21. 當將錫鍍覆在鋼件上時，應將緩解措施用于降低錫晶須風險。緩解的建議包括采用大于5μm厚的無光澤錫在180℃的退火溫度下達1小時。（也可采用其它的退火時間和溫度。）在鋼和錫之間電鍍銅底層或不電鍍銅底層也能夠達到這一目的27。還報道了鍍覆鎳底層對鋼基板的影響28。iNEMI用戶小組還意識到在60年代、70年代和80年代所報道的在鋼上和黃銅上鍍錫的退火的可應用性。退火溫度范圍在100-190℃，退火時間范圍為9小時（在100℃下）——1小時（在190℃下）。
F. 其它方面的考慮與建議
22. 用戶小組并沒有將電路板組裝再流工藝作為緩解措施。在公開發(fā)表的文獻中，對于將組裝再流工藝作為緩解錫晶須生長的一種有效工藝并沒有達成一致意見。一些公開的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)顯示組裝再流工藝會導致松散組件的晶須生長上升29。在一些焊接后的組件上已觀察到晶須生長的現(xiàn)象30。在特定鍍覆表面上的局部再流會使晶須生長上升31。目前，對這種機理還無法解釋，但是，像組件的幾何形狀和再流焊接的覆蓋率這樣的因素很有可能使我們對觀察到的數(shù)據(jù)迷惑不解。還有一些為數(shù)不多的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)支持組裝再流工藝可以降低合金42基體材料上的晶須生長的這種觀點32。
23. 行業(yè)數(shù)據(jù)說明較厚的錫涂層顯示出錫晶須生長的傾向較小和/或在產生錫晶須之前潛伏時間較長33。用戶小組建議沒有施加鎳或銀底層的組件的標稱錫厚度至少為10μm，或更厚一些（最佳的最小值為8μm）。在鍍覆鎳或銀底層時，最低的錫厚度為2μm，以確�？珊感缘臄R置壽命。鍍覆了鎳底層的組件應是無孔隙的，鎳厚度最小為0.5μm。鍍覆了銀底層的組件銀厚度最低為2μm。
24. 組裝后采用敷形涂覆在某些方面顯示出有可能降低晶須生長的速率。這種方法的作用似乎對于使用的材料類型和環(huán)境條件是有特定要求的。數(shù)據(jù)不支持敷形涂覆對晶須生長有補救的作用的這種說法。不過，卻補充了可以防止短路的隔離阻擋層，避免產生長的晶須生長34。
25. 沈積錫的宏應力等級對錫晶須生長有影響35。在鍍覆后錫沈積具有拉伸應力，而且經老化這種拉伸應力保持不變，這種做法得到人們的認可。在使用期限內錫沈積受到壓縮這是不提倡的。
26. 對于偏壓和/或偏流對晶須生長的影響，人們對此還沒有充分的認識。在有限的測試中，有關偏壓對錫晶須生長的影響的結果并沒有明確的說明36。在一次測試中，光亮錫顯示出對晶須生長有著明顯的偏壓影響，不過，在相同的測試中卻對無光澤錫沒有任何影響37。對于光亮錫的晶須生長的一次現(xiàn)場故障也表明：偏壓對晶須生長有影響38。然而，在一些未公開結果的測試中說明在無光澤錫涂層中，偏壓對晶須生長沒有影響。目前，根據(jù)己知的數(shù)據(jù)，用戶小組不相信偏壓對晶須生長的影響是一個很重要的問題，而且不提倡對由于偏壓或偏流而導致的錫涂層的晶須生長追加任何測試。
27. 由于不能完全了解錫晶須生長的機理，因此，收集有關鍍錫特性方面的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)對于幫助提高有關影響錫晶須生長的參數(shù)的相關知識是至關重要的。JESD22A121.01，測量錫和錫合金表面涂層上的晶須生長，規(guī)定錫涂層的資料收集要求。用戶小組建議應按照此標準來收集數(shù)據(jù)。
三、電子組件引線和端子涂層
電子組件引線和端子涂層指的是施用于電子組件的可焊涂層。施用這些涂層的有IC的引線框架、其它可焊組件的引線、分立組件的端子和施用于電子組件上鍍覆管座的可焊涂層。
引線框架是可使芯片與印制電路板形成電氣連接的金屬薄片。目前，大多數(shù)引線框架是由銅或銅合金制成的。除此之外，某些引線框架仍是由鐵鎳合金（例如；合金42）制成的。一般來說，購置的引線框架都是沒有涂層（或鍍覆）的，在制造現(xiàn)場封裝好的引線框架。錫引線框架的鍍覆都是在模壓加工后進行的。從歷史上來看，主要的引線框架涂層以往是標稱的含有7% -37% Pb的錫鉛合金。然而，這種合金已在2005/2006 這兩年間過渡到錫基無鉛合金。大約有10%的引線框架涂層是NiPdAu，通常，組件組裝制造廠家采購的產品都是預鍍覆的產品。
四、可分離連接器
可分離連接器被定義為可形成連接/可斷開連接的連接器，這種連接器配有一個可分離的接口，通過這個接口可以實現(xiàn)互連，一般來說，配有永久性連接的第二個接口，如像：壓接的導線或PCB的一個焊點�？煞蛛x的連接器包括，例如：順應性插接式連接器、擴充型連接器、PCB連接器和電纜連接器�？煞蛛x連接器通常在金膜的底部、錫/鉛或鈍錫上鍍覆有鎳底層。
許多連接器將錫用作為可焊涂層，并在可分離界面使用貴金屬。如果在焊接過程中，鍍錫完全潤濕的話，在焊接后晶須生長的可能性會大大降低。因此，對于在可焊界面僅使用錫的一些公司就會有不同的可接受標準。
順應性接插頭（或壓裝插頭）采用了一種接觸式設計，在這種設計中，接觸部分是以機械方式插入到印制電路板的鍍覆通孔（PTH）中。在歐盟的RoHS指令中，將鉛用于順應性接插頭端子是得到豁免的。由于每隔四年要對豁免項審查一次，所以，這種豁免最終可能會被取締。
通常，順應性接插頭使用錫-鉛鍍層獲取適當?shù)牟褰恿�。用戶小組的成員在無鉛順應性接插頭上進行了測試，測試結果說明在取消涂層中的鉛時插接力和保持力度就會提高。在多數(shù)應用中提高插接力是可以接受的。插接力的提高與由光亮錫/鉛涂層向無光澤錫涂層的轉換有很大關系。光亮錫涂層呈現(xiàn)出對等于或低于光亮錫-鉛的插接力，不過，應對鎳層上的任意鍍錫層進行檢查，以便確認在應力誘導應用中的晶須性能。
在用于螺栓緊固的連接器上的端子涂層上施加高應力會加速晶須生長。螺栓緊固的連接器通常是環(huán)狀的（環(huán)形接線片），其是用螺栓向下緊固在基體金屬上，常常是使用Belleville墊圈組裝，時常保持高扭矩。幾十年來，其中的許多產品已用于純錫涂層，其中的許多涂層已產生了錫晶須。必須對有可能暴露于敏感性電子電路的各種應用進行分析。例如：可將在氣流中形成的電子電路的緊固連接視為敏感位置。不應將形成晶須的材料用于敏感位置。
五、匯流條
通常，匯流條是由銅或銅合金制成的。鋁也可用于某些應用中。這些部件特別有意義，因為通常其在極接近于電子電路的位置。如果這些組裝件移位和短路的話，就會產生一些晶須問題。因此，不要使用可能會產生晶須和晶須生長的鍍覆材料是明智之舉。如果可能的話，在允許使用的情況下，建議最好不要鍍覆匯流條。在非腐蝕的環(huán)境條件下，基體銅材的冶金性能也會出現(xiàn)輕微的銹蝕，不過，部件的基本功能不受影響。在可能的情況下，應采用局部鍍覆或接觸電阻來提高可焊性，而不是錫，或使用錫晶須緩解措施。表3匯總了iNEMI用戶小組的建議。
六、散熱器
通常，散熱器是用鋁（包括陽極鋁）、銅或石墨制成的。石墨散熱器一般是不涂覆涂料的，所以，石墨不存在錫晶須的問題。銅散熱器一般要求涂覆涂層，而且對涂層的某些部分有可焊性方面的要求。如果鋁散熱器要求焊接的話，同樣，通常采用選擇性鍍覆，或者是浸焊來提供可焊的表面。采用Sn的無鉛鍍覆的涂層存在著錫晶須生長的問題，由于使用的散熱器一般與電子組件有關。當散熱器涂層要承受機械安裝應力時，不應使用錫基無鉛涂層。表4概述了iNEMI錫晶須用戶小組有關散熱器的建議。
七、印制電路板（PCB）
PCB焊盤（銅制做）上的表面涂層的設計是為了使基體金屬不氧化，這樣，在組裝過程中就不會產生不良焊點。HASL（熱風焊料整平）錫-鉛涂層是過去五十年中廣泛使用的一種涂層。為滿足法規(guī)的要求，必須采用無鉛表面涂層的替代產品。這些無鉛涂層包括有機可焊性保護涂層（OSP）、化學鍍鎳層上浸金、電鍍鎳層上電鍍金、無鉛HASL、浸銀和浸錫。在這些表面涂層中，浸錫很有可能形成純錫晶須，而浸銀則很有可能產生硫化銀枝晶。錫晶須和硫化銀枝晶都會出現(xiàn)短路的問題，然而，其產生機理和所要求的環(huán)境條件是不同的。
有關SnCu HASL涂覆的 PCB上的錫晶須到目前還沒有報道。然而，應注意的是，將SnCu HASL作為板涂層是為數(shù)不多的。就所有這些涂層而言，在膜質量、抗腐蝕性、擱置壽命等方面，各種涂料所采用的工藝也是完全不同的。用戶應與工藝的提供者共同來評估各工藝的特點。且不說晶須生長和枝晶生長，表面涂層的其它方面也會影響到選擇，包括某些組裝工藝、組件類型和板設計的成本、擱置壽命、可焊性、可制造性、抗腐蝕性和技術上的局限性。
表5是 iNEMI用戶小組各成員就有關上述的PCB涂覆工藝的評估匯總
八、將來的工作
iNEMI用戶小組將定期召開會議商討有關錫晶須方面的新數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的內容。由于新數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)肯定會有變化，所以，對以往的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)要進行更改和修訂。
九、iNEMI聯(lián)系方式
有興趣參與iNEMI活動的各方可與Ronald W. Gedney （703-834-0330 或 rgedney@AOL.com）取得聯(lián)系，以獲得相關方面的信息。目前，iNEMI有三個項目小組針對錫晶須方面的問題正在重點從事下面的工作：
a. 錫晶須仿真項目－主席: Dr. George T. Galyon, IBM Corporation
b. 錫晶須加速測試項目－主席: Dr. Heidi Reynolds, Sun Microsystems
c. 用戶小組－主席: Joe Smetana, Alcatel-Lucent
除了有關晶須基本內容和測試這三個項目外，在進行中的iNEMI活動項目還有無鉛組裝操作和材料。
參考資料:
1. Tin (and Other Metal) Whisker Induced Failures, NASA Goddard Space Flight Center http://nepp.nasa.gov/whisker/failures/index.htm
2. G. T. Galyon, C. Xu, S. Lal, B. Notohardjono, The 2nd iNEMI Tin Workshop, Orlando, FL, May 31, 2005.
3. S.M. Arnold, "The Growth of Metal Whiskers on Electrical Components", Proc. of the IEEE Elec. Comp. Conf., pp. 75-82, 1959
4. S. Lal and T. Moyer, "Role of Intrinsic Stresses in Phenomena of Tin Whiskers in Electrical Connectors", iNEMI Tin Whisker Workshop at ECTC 2004.
5. W.K. Choi, S.K. Kang, Y.C. Sohn and D.Y. Shih, "Study of IMC Morphologies and Phase Characteristics Affected by the Reactions of Ni and Cu Metallurgies with Pb-Free Solder Joints", Electronic Components and Technology Conference, pp. 1190-1196, 2003.
6. V.K. Glazunova, "A study of the Influence of Certain Factors on the Growth of Filamentary Tin Crystals", Kristallografiya, Vol 7, No. 5, Sep-Oct. 1962, pp. 761-768, translated from Russian.
7. S.M. Arnold, "The Growth of Metal Whiskers on Electrical Components", Proc. of the IEEE Elec. Comp. Conf., pp. 75-82, 1959.
8. NEMI DOE 3-presented at ECTC 2005, Valeska Schroeder et. Al. To be published IEEE CPMT Transactions October 2006.
9. Qualification Test Report of Tin Whisker, ERCS05-002, January 21, 2005 Development Department, NEC TOKIN Iwate, Ltd.
10. V.K. Glazunova and N.T. Kudryavtsev, "An Investigation of the Conditions of Spontaneous Growth of Filiform Crystals on Electrolytic Coatings", translated from Zhurnal Prikladnoi Khimii, 36(3): pp. 543-550, March 1963.
11. V.K. Glazunova and N.T. Kudryavtsev, "An Investigation of the Conditions of Spontaneous Growth of Filiform Crystals on Electrolytic Coatings", translated from Zhurnal Prikladnoi Khimii, 36(3): pp. 543-550, March 1963.
12. Ki-Hwan Park et. al., "Reliability of SnBi Lead Finished Lead-Free Product", 2002 International Symposium on Electronic Materials and Packaging.
13. P. Snugovsky, J. McMahon, M. Romansky, L. Snugovsky, D. Perovic, and J.Rutter, "Microstructure and Properties of Sn-Pb Solder Joints with Sn-Bi Finished Components", APEX 2006, pp. S28-01-1 - S28-01-13
14. Chudnovsky, Bella, "Degradation of power Contacts in Industrial Atmosphere: Silver Corrosion and Whiskers". Proceedings of the 48th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, 2002
15. W.J. Boettinger, C.E. Johnson, L.A. Bendersky, K.W. Moon, M.E. Williams, G.R. Stafford, "Whisker & Hillock Formation on Sn, Sn-Cu and Sn-Pb Electrodeposits", submitted to Acta Met. (March 2005).
16. S.C. Britton and M. Clarke, "Effects of diffusion from Brass Substrates into Electrodeposited Tin Coatings on Corrosion Resistance and Whisker Growth", Proceedings of the 6th International Metal Finishing Conference, pp. 205-211, May 1964.
17. Hilty, R.D., "Bright Tin for Whisker Mitigated Electronics Applications", IPC/JEDEC 11th Conference on Lead Free Electronics, Boston, MA, December 7, 2005
18. P. Klkamp, "Lead (Pb) -Free Plating for Electronics and Avoidance of Whisker Formation", Atotech Technical Publication available at http://www.atotech.com/data/publications/Pb_free_plating_for_electronics.pdf
19. S.C. Britton, Spontaneous Growth of Whiskers on Tin Coatings: 20 Years of Observation, The Transactions of the Institute of Metal Finishing, Vol. 52, April 1974, pp 95-102.
20. Oberndorff, P.J.T.L; Dittes, M; Petit, L; "Intermetallic Formation in Relation to Tin Whiskers" Proc. of the IPC/ Soldertec International Conference "Towards Implementation of the RHS Directive" June, 11-12 2003, Brussels, Belgium, pp. 170-178
21. R. Schetty, "Whisker Growth Studies", Proceedings of IPC Annual Meeting, Session V, Paper B, October 2001, Orlando, FL, USA.
22. Wan Zhang, Andre Egli, Felix Schwager, and Neil Brown, "Investigation of Sn-Cu Intermetallic Compounds by AFM: New Aspects of the Role of Intermetallic Compounds in Whisker Formation", IEEE Transactions on Electronic Packaging Manufacturing, 28(1), January 2005.
23 M. W. Barsoum, E. N. Hoffman, R. D. Doherty, S. Gupta and A. Zavaliangos, "Driving Force and Mechanism for Spontaneous Metal Whisker Formation", Physical Review Letters, 93（20）, pp. 206104-1 to 206104-4, Nov. 12, 2004.
24 P. Su et. al., "A Statistical Study of Sn Whisker Population and Growth during Elevated Temperature and Humidity Tests", IEEE CPMT Transactions on Tin Whiskers, October 2006. Also presented at the iNEMI Tin Whisker Workshop at ECTC, 2005 available at http://thor.inemi.org/webdownload/newsroom/Presentations/ECE/Tin%20Whisker%20Workshop%20May%202005/Statistical%20Study.pdf.
25 M. Dittes, et. al. "The Effect of Temperature Cycling on Tin Whisker Formation", Proceeding of IPC/JEDEC Conference 2003.
26 Draft IPC-4554, "Specification for Immersion Tin Plating for Printed Circuit Boards", 2005 by the IPC 4-14 Plating Process Subcommittee.
27 M. Rozen, "Practical Whisker Growth Control Methods", Plating, 55（11）: pp. 1155-1168, November 1968
28 Dr. George Galyon, IBM, Private Communication, July 12, 2006.
29 J. Osenbach, R. Shook, B. Vaccaro, B. Pottieger, A. Amin, P. Ruengsinsub, and K. Hooghan, "The Effects of Board Assembly Reflow Processing on Sn Whisker Formation" , Proc. IPC/JEDEC Pb-Free Conference, Mar. 2004.
30 Heidi L. Reynolds, "Accelerated Tin Whisker Test Committee Evaluations, Update Phases 4 & 5", iNEMI Tin Whisker Workshop at ECTC 2006, Available at http://thor.inemi.org/webdownload/x1private/Presentations/TinWhiskerWorkshop2006/Test_Update_Reynolds.pdf
31 Dr. Bob Hilty, Tyco Electronics, Private Communication, August 16, 2006
32 Greg Henshall, "Impact of second-level board assembly on tin whisker growth", Green Supply Line July 21, 2006. http://www.greensupplyline.com/shared/article/showArticle.jhtml?articleId=190900704
33 John W. Osenbach, Richard L. Shook, Brian T. Vaccaro, Brian D. Potteiger, Ahmed N. Amin, K. N. Hooghan, P. Suratkar, and P. Ruengsinsub, "Sn Whiskers: Material, Design, Processing, and Post-Plate Reflow Effects and Development of an Overall Phenomenological Theory", IEEE Transactions on Electronic Packaging Manufacturing, 28（1）, January 2005.
34 Thomas A. Woodrow and Eugene A. Ledbury, "Evaluation of Conformal Coatings as a Tin Whisker Mitigation Strategy", IPC/JEDEC 8th International Conference on Lead-Free Electronic Components and Assemblies, San Jose, CA, April 18-20, 2005.
35 G. T. Galyon, C. Xu, S. Lal, B. Notohardjono, The 2nd iNEMI Tin Workshop, Orlando, FL, May 31, 2005.
36 B. Hilty, N. Corman, F. Herrmann, Electrostatic Fields and Current Flow Impact on Whisker Growth, IEEE Transactions on Electronic Packaging Manufacturing, 28（1）, January 2005.
37 P. Oberndorff, M. Dittes, P. Crema, "Whisker Testing: Reality and Fiction", Electronics, June 2004, Amsterdam, The Netherlands.
38 NASA Goddard Space Flight Center, Anecdote #5: Field Failures Due to Tin Whiskers on Circuit Breaker Contacts, http://nepp.nasa.gov/whisker/anecdote/2003ckt_breaker/index.html
