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詳解半導(dǎo)體中的銀遷移現(xiàn)象

jf_17722107 ? 來源:jf_17722107 ? 作者:jf_17722107 ? 2023-11-06 13:05 ? 次閱讀

今天,讓我們來談?wù)?a target="_blank">半導(dǎo)體設(shè)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(dǎo)致故障)的影響。當(dāng)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(dǎo)體設(shè)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(dǎo)電性、傳熱性、可焊性和低接觸電阻而被廣泛應(yīng)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(guān)注,因此被稱為銀遷移。

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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(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件。最終結(jié)果表明,銀從陰極向陽極生長,形成枝狀結(jié)晶,氧化銀(Ag2o)膠體從陽極向陰極擴(kuò)散。

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銀遷移的定義:在適當(dāng)?shù)臈l件下,銀從初始位置移動(dòng)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

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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(zhì)(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(yīng),形成陰離子向陰極移動(dòng)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(zhì)(通常是水)、電勢差和遷移路徑。

wKgZomVIc8SAYlAPAAEc2zLTTTc555.png

我們可以根據(jù)必要條件采取一些保護(hù)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(diǎn)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。

深圳市福英達(dá)20年以來一直深耕于微電子與半導(dǎo)體封裝材料行業(yè)。致力于為業(yè)界提供先進(jìn)的焊接材料和技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的個(gè)性化解決方案服務(wù)與可靠的焊接材料產(chǎn)品。提供包括mLED微間距低溫封裝錫膏錫膠、mLED微間距中溫高溫封裝錫膏錫膠、LED微間距低溫高強(qiáng)度錫膏錫膠等,歡迎大家多進(jìn)行技術(shù)交流!一起為我國的半導(dǎo)體封裝事業(yè)添磚加瓦!

審核編輯:湯梓紅

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