表面和界面是材料科学与工业技术应用中的两个重要概念。表面是物质与外界接触的部分，而界面则是两种不同物质相接触的地方。任何材料都有与外界接触表面或与其他材料区分的界面，在大力发展的电子装联技术中，材料表界面的问题更为突出。因此，材料表界面的研究在电子产品中的地位越发重要。

　　电子产品中表面镀层/涂层的腐蚀、磨损，粘接/焊接部位的断裂等都是零件表面材料或结合界面材料变异的过程，要实现对它们的管控，就需要了解表面和界面相关的知识。在物质科学中，表面和界面的性质主要表现在以下三个方面：

　　1. 相变化

　　如SMT生产中的焊接工艺的相变化：

　　锡膏中的金属成份（主要是Sn）与PCB的焊盘（Cu）在高温条件下生成新的相（IMC层），如图1所示。

　　图1：焊料与焊盘焊接后形成IMC层

　　如PCBA表面的涂覆层：

　　在化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）过程中，气态的反应物质在表面上凝聚成固态的薄膜，如图2所示。

　　图2：CVD: 涂覆后的PCBA

　　2. 化学变化

　　表面和界面也是化学反应发生的场所。表面上的化学反应可以发生在固体表面、液体表面或气体表面，例如催化反应、电化学反应等。在界面上，不同相之间的相互作用导致界面区域的化学反应发生变化，例如，在液体-液体界面上，可以发生离子交换、化学平衡调整等反应。

　　如在PCB洁净的焊盘基材（Cu）表面通过电化学反应可以形成新的保护镀层（ENIG），如图3所示。

　　图3：PCB焊盘镀层：ENIG

　　3. 物理相关性

　　表面和界面的特殊性质还与材料的吸附、解吸性能、防腐、耐磨、粘附、润湿性等有关。例如，在材料的表面和界面处，由于表面能的存在，物质的吸附和解吸性能会受到影响，从而影响材料的化学性质和物理性质。此外，表面和界面的特殊性质还会影响材料的防腐、耐磨、粘附、润湿性等性能，从而影响材料的使用寿命和性能，如图4所示。

　　图4：表面能降低导致的“缩锡”现象

　　综上所述，表面和界面是电子装联技术中的不可忽略的领域。通过对表面和界面进行科学的研究和管控，可以有效解决电子产品出现的污染、腐蚀、磨损、粘接不良、断裂等失效问题或潜在风险，从而提高电子产品的装联品质与可靠性。

　　ZESTRON全球可靠性与表面技术（R&S）团队，由表面分析、材料科学、应力测试和电子制造领域经验丰富的专家组成。多年来，一直为世界各地的客户提供有关汽车、医疗、工业、消费电子和航空等领域电子零部件的潮湿防护和表面及界面相关技术问题的支持。ZESTRON在提高电子零部件及整机可靠性领域为行业客户提供高价值的分析服务和咨询、培训及辅导。从设计阶段到量产开始，再到大批量的现场使用，R&S专家不仅评估失效风险和预防措施，而且还从机理和根本原因层面分析验证试验中的失效和现场的损坏。

更多精彩内容欢迎点击==>>电子技术应用-AET<<