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详解半导体中的银迁移现象
叶枫123
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发表于2023-11-06 13:58:49 | ip属地:广东 | 只看该作者
1# 电梯直达

今天,让我们来谈谈半导体设备中的一种现象—银迁移(SilverMigration)对可靠性(由于银涂层、银焊接和金属银作为电极,绝缘电阻会降低,最终形成短路,导致故障)的影响。当然,这种金属迁移不仅发生在银上,还发生在其他金属元素(铅、铜、锡、金等)上;不仅是半导体设备,还有其他涉及金属元素易于迁移的地方。银因其优异的导电性、传热性、可焊性和低接触电阻而被广泛应用于电气连接和电子产品中。然而,它也是所有可迁移金属中迁移率最高的金属(铜的1000倍),因此它经常受到关注,因此被称为银迁移。1950年,首次发现银迁移以两根银棒为电极,使其相距12.5mm,将滤纸夹在两者之间,加上45V电压,保持相对湿度98%,持续36h,这是当时的实验条件。最终结果表明,银从阴极向阳极生长,形成枝状结晶,氧化银(Ag2o)胶体从阳极向阴极扩散。银迁移的定义:在适当的条件下,银从初始位置移动到极端区域再沉积。


 

银迁移可分为离子迁移和电子迁移两类

 

以下是阴离子迁移的过程:

①金属银由于电位差和从环境中吸附的电解质(大多数情况下是水)而电离。

Ag→Ag+, H2O→H++OH-

②AgOH分解形成Ag2O,在阳极形成Ag2O,呈胶体状分散。

2AgOH→Ag2O+H2O。

 

③Ag+和OH-在阳极生成AgOH沉淀。

Ag++OH-→AgOH。

④产生的Ag2o与水反应,形成阴离子向阴极移动并沉淀,呈树枝状。

Ag2O+H2O <-> 2AgoH<->2Ag++OH-


根据上述过程,我们可以知道阴离子迁移的必要条件是:电解质(通常是水)、电势差和迁移路径。我们可以根据必要条件采取一些保护措施:

①尽量采取气密性、密封前烘烤等措施,避免引入电解液;

②合理布线,保证足够的间距,合理控制点胶、贴片、焊接等操作,减少电势差;

③在表面涂上聚合物薄膜层,以阻断银迁移路径。

 


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