U elektroničkim uređajima elektrokemijska migracija (ECM) često se naziva "kronična bolest" pouzdanosti. Tiho korodira krug dok se ne pojave kratke hlače, istjecanje ili čak katastrofalno izgaranje, a njegov utjecaj se povećava pod visokom temperaturom i vlagom.
1. Što je elektrokemijska migracija (ECM)?
ECM je terenski transport metalnih iona, srebra, kositra, aluminija itd. Od anode u katodu, gdje se smanjuju i deponiraju kao dendritični, vodljivi filamenti. Proces se odvija u tri faze:
- Elektroliza anodnog metala u ione (npr. Ag → Ag⁺) u prisutnosti vlage.
- Migracija ovih iona kroz izolacijski medij pod primijenjenim električnim poljem.
- Dendritički rast: ioni se smanjuju na metal na katodi, gradeći stabla nalik stabcima koji na kraju mogu premostiti vodiče.
ECM se često primjećuje tijekom visoke temperature, visoke humidnosti i pristranih testova pouzdanosti kao što su BHAST i H3TRB, a posebno je problematičan u paketima finih pija poput BGA i CSP-a, gdje mali razmak za lemljenje čini kratkim spojevima vjerojatnijim.
2. Uvjeti koji promiču ECM
- Vlažnost: RH> 80 % tvori adsorbirani vodeni film koji djeluje kao elektrolit i ubrzava transport iona.
-Polat diferencijal: DC pristranost između vodiča (npr. Između susjednih spojeva lemljenja na PCB -u) jača električno polje i pokretačku silu za migraciju.
- Ionska kontaminacija: zaostali tok, prašina ili drugi onečišćenja pružaju vodljivi medij potreban za ECM.
5. Preventivne mjere: razbijanje "lanca preživljavanja" ECM -a
- Kontrola okoliša
- Smanjite vlažnost konformnim premazima ili spojevima.
- Održavajte uvjete skladištenja ispod 60 % RH.
- Optimizacija dizajna
-Povećajte razmak vodiča i minimizirajte mikro-pukotine u laminatima od staklenih vlakana (adresiranje CAF-a).
- Izbjegavajte velike razlike u naponu istosmjerne struje između susjednih vodiča.
-Odaberite PCB materijale otporne na CAF.
- Poboljšanja procesa
- Poboljšajte čišćenje radi uklanjanja jonskih ostataka.
-Poboljšajte kvalitetu lemljenja kako biste spriječili mikro-pukotine.
- Odabir materijala
-Koristite supstrate s apsorpcijom niske modure i metalne završne obrade koji se odupiru ionskoj migraciji.
GrgTest je jedan od najopsežnijih i najpoznatijih kineskih laboratorija za testiranje trećih strana za integrirane krugove poluvodiča. Usredotočen na domaću potrebu za visokom, velikom, visoko-integracijom i visoko-računalnim naprednim poluvodičima i ultra velikim IC-ovima, GrgTest pruža procjenu profesionalne kvalitete i usluge pouzdanosti u cijelom lancu opskrbe poluvodiča.