Электрохимическая миграция

Электрохимическая миграция ( ЭХМ ) — это растворение и перемещение ионов металлов при наличии электрического потенциала, что приводит к росту дендритных структур между анодом и катодом . Этот процесс чаще всего наблюдается на печатных платах , где он может значительно снизить изоляцию между проводниками.

Основным фактором, способствующим ECM, является влажность. При наличии воды ECM может работать очень быстро. Обычно процесс включает несколько стадий: адсорбцию воды, растворение анодного металла, накопление ионов, миграцию ионов к катоду и рост дендритов. Рост дендрита занимает доли секунды, за это время сопротивление между анодом и катодом падает почти до нуля. ^[1]

Характеристики

Помимо разности электрических потенциалов, наличие влаги является движущим фактором в работе ECM. При наличии достаточной пленки влаги с конденсатом и даже при низком электрическом напряжении модуль ECM может образовать перемычку между контактами уже через несколько минут. ^[2]

В целом процесс можно разбить на следующие этапы: ^[3]

Адсорбция воды за счет конденсации на поверхности между контактами (часто этому способствуют гигроскопичные ионные примеси). ^[4])
Подщелачивание воды из-за приложенной разности потенциалов и, как следствие, снижение значения pH в водной пленке (инициирует коррозию (контактных) металлизаций, например, серебра, меди, олова)
Растворение материала анода (серебро, медь, олово и т. д.)
Миграция катионов металлов к катоду
Восстановление мигрировавших катионов и осаждение на катоде с образованием металлического дендрита.
Рост дендритов в противоположном направлении, к аноду.
Снижение сопротивления между контактами вплоть до постоянного короткого замыкания.
Также происходит образование мостиков за счет взаимодействия с примесями, которые бегут от анода к катоду.

Этот механизм снижает надежность и долговечность электронных узлов. Это означает, что электрохимическая миграция часто оказывается в центре внимания при анализе первопричин отказов как возможный триггер сбоев в полевых условиях.

См. также

Усы (металлургия)

Ссылки

^ Чжоу, Илинь; Ян, Пан; Юань, Чэнмин; Хо, Юцзя (20 июля 2013 г.). «Нарушение электрохимической миграции медной дорожки на печатной плате, вызванное иммерсионным серебряным покрытием» (PDF) . Химико-технологические операции . 33 : 559–564. дои : 10.3303/CET1333094 . ISSN 1974-9791 .
^ Илинь, Чжоу; Пан, Ян; Чэнмин, Юань; Юцзя, Хо. «Нарушение электрохимической миграции медного следа на печатной плате, вызванное иммерсионным серебряным покрытием». (PDF) Итальянская ассоциация химической инженерии, 2013 г.
^ Гельмут, Швейгарт. «ECM как причина сбоев поля - Часть I: Происхождение и последствия электрохимической миграции». В: Продуктроник. № 4. Hüthig GMBH, Гейдельберг, 2016 г., стр. 60–63 .
^ Хельмут, Швайгарт; Сандра, Гриб. «Профилактика – лучший девиз – Электрохимическая миграция как причина провалов поля (Часть II)». В: Продуктроник. № 08-09. Hüthig GMBH, Гейдельберг, 2016 г., стр. 18–22 .

Эта электрохимии статья по незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Чжоу, Илинь; Ян, Пан; Юань, Чэнмин; Хо, Юцзя (20 июля 2013 г.). «Нарушение электрохимической миграции медной дорожки на печатной плате, вызванное иммерсионным серебряным покрытием» (PDF) . Химико-технологические операции . 33 : 559–564. дои : 10.3303/CET1333094 . ISSN 1974-9791 .

[2] Илинь, Чжоу; Пан, Ян; Чэнмин, Юань; Юцзя, Хо. «Нарушение электрохимической миграции медного следа на печатной плате, вызванное иммерсионным серебряным покрытием». (PDF) Итальянская ассоциация химической инженерии, 2013 г.

[3] Гельмут, Швейгарт. «ECM как причина сбоев поля - Часть I: Происхождение и последствия электрохимической миграции». В: Продуктроник. № 4. Hüthig GMBH, Гейдельберг, 2016 г., стр. 60–63 .

[4] Хельмут, Швайгарт; Сандра, Гриб. «Профилактика – лучший девиз – Электрохимическая миграция как причина провалов поля (Часть II)». В: Продуктроник. № 08-09. Hüthig GMBH, Гейдельберг, 2016 г., стр. 18–22 .

[1]

[2]

[3]

[4]