电子材料的腐蚀不仅是电子系统可靠性的关键问题,同时也是电学-电化学耦合效应下腐蚀科学的基础问题。随着电子工业的迅猛发展,电子元器件越来越微型化,电子元器件之间的电场梯度越来越大,导致电子元器件对腐蚀更加敏感。锡及其合金是重要的电子互连材料,研究其腐蚀行为及机理具有十分重要的现实意义和理论价值。本文以纯锡为研究对象,基于阵列电极技术,使用自制的薄液膜三电极测试装置,采用电化学方法,并结合SEM/EDS表面分析技术研究了锡在外加电场作用下的大气腐蚀机制。主要的研究工作和结果如下:1.研究了直流电场对金属锡的腐蚀行为的影响。在同一直流电场（direct current electric field,DCEF）中,电场正极极板附近处锡的腐蚀速率最大,主要原因有三点:（1）电场正极处的液膜呈酸性,所以电场正极极板附近锡的表面腐蚀产物膜会溶解一部分;（2）在电场作用下,具有侵蚀性的Cl^-在正极极板附近聚集,加剧锡表面腐蚀产物膜的破坏;（3）腐蚀过程中产生的锡离子(Sn²⁺、Sn⁴⁺)在电场作用下从锡表面迁出,电极表面的腐蚀产物减少。这三点的共同作用下,正极极板处锡的腐蚀速率最大。而处在电场中间位置锡的腐蚀速率最小,这可以解释为:电场负极处产生的OH^-在电场作用下向电场正极迁移,腐蚀过程中产生的锡离子向电场负极极板迁移,二者相遇形成锡的氢氧化物沉积在锡表面,阻碍了锡的电化学腐蚀过程。靠近电场负极极板处锡的腐蚀速率比靠近正极处锡的腐蚀速率小,却比中间位置处锡的腐蚀速率大,原因是电场负极产生的OH^-抑制了锡腐蚀过程的阴极反应,但与此同时碱性条件下Sn（OH）₄的溶解又使得腐蚀速率稍有增大。从电场正极极板到负极极板,锡腐蚀电位负移,这主要归结于电场负极产生的OH^-对锡腐蚀的阴极过程的抑制。此外,在直流电场的作用下,随着电场强度的增加,锡的腐蚀速率增大,腐蚀电位正移。锡的腐蚀速率随着电场强度的增加而增大,这可以解释为:随着电场强度的增大,导致电场正极附近液膜酸性增强、Cl^-聚集加剧、腐蚀产物离去加速。电场强度的增加,锡腐蚀电位的负移,这主要归结为直流电场对锡腐蚀阴极过程的加速。2.研究了交变电场对金属锡的腐蚀行为的影响。在交变电场（alternating current electric field,ACEF）中,开路电位正移,原因是交变电场对阴极过程的促进作用占主导地位。方波电场的开路电位正移更明显,这说明方波电场对阴极过程的促进作用更明显。方波电场中的腐蚀程度比正弦交流电场更为严重,因为方波电场最大扰动电位持续时间较长。锡的腐蚀速率分别随着交变电场的频率和幅值的增加而增加。幅值一定时,频率越高,交变电场对体系的扰动作用越大,从而导致对腐蚀产物膜的破坏程度越大;频率一定时,幅值越大,产生的漏电电流越大,漏电电流会破坏锡表面腐蚀产物的完整性。交变电场中漏电电流对腐蚀速率的贡献要大于电场梯度。可能的解释为,电场梯度仅仅只是加速离子的迁移,而漏电电流不仅加速离子的迁移,而且促进了表面腐蚀产物膜的破裂。3.研究了不同电场中偏压对金属锡的腐蚀行为的影响。同一电场中,锡的腐蚀速率随着偏压的升高而增大,这是由于偏压的升高促进了锡的阳极溶解。同一偏压下,空间电场中锡的腐蚀速率小于电场中锡的腐蚀速率。这表明漏电电流的存在促进了锡的腐蚀。同一偏压下,不同电场中锡的腐蚀速率大小顺序是方波电场>正弦波电场>直流电场>不加电场,这可以解释为不同电场中漏电电流的大小不同,其顺序是方波电场>正弦波电场>直流电场>不加电场。电场中漏电电流对腐蚀速率的贡献要大于电场梯度。电场梯度仅仅只是加速离子的迁移。漏电电流不仅加速离子的迁移,而且还会破坏锡表面膜层。直流电场中电场梯度对腐蚀的贡献要大于交变电场,这归结于直接电场中离子的定向迁移。