探究表面和界面的神奇世界之开篇

表面和界面是物质中的两个重要概念。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升华

A.PCB表面的OSP镀层与锡膏中的助焊剂成份在高温条件下由固态变升华为气态；

B. 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

2.化学变化

表面和界面也是化学反应发生的场所。由于表面和界面的物理状态与体积内部不同，表面和界面会导致物质的化学反应发生变化。

如在PCB的焊盘基材(Cu)表面通过电镀或化镀形成新的保护镀层（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。

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