抗銀遷移無鉛無銀錫膏深圳福英達分享：半導體中的銀遷移現(xiàn)象
抗銀遷移無鉛無銀錫膏深圳福英達分享：半導體中的銀遷移現(xiàn)象
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今天，讓我們來談談半導體設備中的一種現(xiàn)象—銀遷移（SilverMigration）對可靠性（由于銀涂層、銀焊接和金屬銀作為電極，絕緣電阻會降低，最終形成短路，導致故障）的影響。當然，這種金屬遷移不僅發(fā)生在銀上，還發(fā)生在其他金屬元素（鉛、銅、錫、金等）上；不僅是半導體設備，還有其他涉及金屬元素易于遷移的地方。
銀因其優(yōu)異的導電性、傳熱性、可焊性和低接觸電阻而被廣泛應用于電氣連接和電子產(chǎn)品中。然而，它也是所有可遷移金屬中遷移率最高的金屬（銅的1000倍），因此它經(jīng)常受到關注，因此被稱為銀遷移。
1950年，首次發(fā)現(xiàn)銀遷移以兩根銀棒為電極，使其相距12.5mm，將濾紙夾在兩者之間，加上45V電壓，保持相對濕度98%，持續(xù)36h，這是當時的實驗條件。最終結果表明，銀從陰極向陽極生長，形成枝狀結晶，氧化銀(Ag2o)膠體從陽極向陰極擴散。
銀遷移的定義:在適當?shù)臈l件下，銀從初始位置移動到極端區(qū)域再沉積。
銀遷移可分為離子遷移和電子遷移兩類，
以下是陰離子遷移的過程：
①金屬銀由于電位差和從環(huán)境中吸附的電解質(大多數(shù)情況下是水)而電離。
Ag→Ag+, H2O→H++OH-
②AgOH分解形成Ag2O，在陽極形成Ag2O，呈膠體狀分散。
2AgOH→Ag2O+H2O。
③Ag+和OH-在陽極生成AgOH沉淀。
Ag++OH-→AgOH。
④產(chǎn)生的Ag2o與水反應，形成陰離子向陰極移動并沉淀，呈樹枝狀。
Ag2O+H2O <-> 2AgoH<->2Ag++OH-
根據(jù)上述過程，我們可以知道陰離子遷移的必要條件是：電解質（通常是水）、電勢差和遷移路徑。
我們可以根據(jù)必要條件采取一些保護措施：
①盡量采取氣密性、密封前烘烤等措施，避免引入電解液；
②合理布線，保證足夠的間距，合理控制點膠、貼片、焊接等操作，減少電勢差；
③在表面涂上聚合物薄膜層，以阻斷銀遷移路徑。
來源：功率半導體那些事兒 深圳福英達 整理
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