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尘土颗粒的介电特性对电路板电化学迁移的影响

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电子学报 2017年第7期45卷 1758-1763页

作者：周怡琳朱蒙霍雨佳北京邮电大学自动化学院北京100876

随着印制电路板上相邻导线之间间距不断减小,潮湿环境下的尘土颗粒改变了诱发电化学迁移失效的电场分布.本文采用有限元法对尘土污染的带电电路板上平行导线间的电场分布进行仿真分析,得出尘土介电常数和带电量对电场分布的作用机理,预... 详细信息

随着印制电路板上相邻导线之间间距不断减小,潮湿环境下的尘土颗粒改变了诱发电化学迁移失效的电场分布.本文采用有限元法对尘土污染的带电电路板上平行导线间的电场分布进行仿真分析,得出尘土介电常数和带电量对电场分布的作用机理,预测电场分布的改变对电化学迁移晶枝生长路径的影响,最后模拟实验验证晶枝生长的路径与电场分布的关系,并讨论尘土对电化学迁移失效时间的影响.

关键词：电化学迁移尘土有限元电场电路板

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Ag-In复合焊膏的高温抗电化学迁移行为

焊接学报 2023年第12期44卷 63-69,I0007页

作者：张博雯王微冯浩男赵志远鲁鑫焱梅云辉天津工业大学天津300387

低温烧结纳米银焊膏具有优越的热、电和力学性能,成为宽禁带半导体器件封装互连的关键材料之一,高服役温度下,烧结银的氧化和分解会引起电化学迁移的发生,可能导致电子器件的短路失效.在纳米银焊膏中添加氧亲和力更高的铟颗粒,采用竞争... 详细信息

低温烧结纳米银焊膏具有优越的热、电和力学性能,成为宽禁带半导体器件封装互连的关键材料之一,高服役温度下,烧结银的氧化和分解会引起电化学迁移的发生,可能导致电子器件的短路失效.在纳米银焊膏中添加氧亲和力更高的铟颗粒,采用竞争氧化的思路可以抑制烧结银的电化学迁移.与烧结纳米铟焊膏(382 min)相比,烧结Ag-3In和Ag-5In(质量分数,%)焊膏的电化学迁移寿命提高至779和804 min,提高约1倍;分析了铟粉对烧结银在高温干燥环境中电化学迁移失效的抑制机理.服役过程中,铟颗粒优先于银颗粒与氧气发生反应生成In_(2)O_(3),从而抑制了烧结银的氧化、分解和离子化过程,显著提高了烧结银的电化学迁移失效时间,与此同时,与烧结银焊膏相比,烧结Ag-1In与Ag-3In(质量分数,%)焊膏的抗剪强度分别提升了30.92%和32.37%.结果表明,纳米铟粉的引入可以显著提高烧结银的电化学迁移寿命.

关键词：电化学迁移纳米银焊膏抗电迁移Ag-In焊膏封装互连可靠性

尘土颗粒影响下电路板电化学迁移失效寿命建模探索

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北京邮电大学学报 2020年第3期43卷 11-18,31页

作者：周怡琳杨璐鲁文睿北京邮电大学自动化学院北京100876

针对离散尘土颗粒与温度、湿度、电场强度交互作用的复杂条件下,难以有效建立电路板电化学迁移的失效物理模型的问题,通过温湿偏置加速实验,模拟不同积尘密度下电路板的电化学迁移失效,分析颗粒分布密度对电路板绝缘失效时间的作用特性... 详细信息

针对离散尘土颗粒与温度、湿度、电场强度交互作用的复杂条件下,难以有效建立电路板电化学迁移的失效物理模型的问题,通过温湿偏置加速实验,模拟不同积尘密度下电路板的电化学迁移失效,分析颗粒分布密度对电路板绝缘失效时间的作用特性.采用正交实验获取不同尘土颗粒密度、温度、湿度、电场条件下电路板绝缘失效的寿命数据.基于数据驱动的方法,探讨电路板在尘土颗粒污染下的电化学迁移失效寿命建模.对比了多项式回归、机器学习中的梯度提升回归树和随机森林3种方法在尘土分布密度的高低区间内的寿命预测效果.讨论了尘土颗粒污染下利用机器学习建立电路板电化学迁移失效寿命模型的有效性.

关键词：尘土污染电化学迁移寿命模型机器学习

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尘土覆盖密度对电路板电化学迁移失效的作用

电工技术学报 2020年第12期35卷 2526-2533页

作者：周怡琳鲁文睿北京邮电大学自动化学院北京100876

高密度电封装在一定温湿环境和电位差作用下,相邻线路、焊点之间易发生电化学迁移导致绝缘失效。在尘土污染严重的情况下,电子设备内部的尘土颗粒沉积改变了电路板表面临界湿度,从而改变电化学迁移的失效机理和时间。该文采用温湿偏置... 详细信息

高密度电封装在一定温湿环境和电位差作用下,相邻线路、焊点之间易发生电化学迁移导致绝缘失效。在尘土污染严重的情况下,电子设备内部的尘土颗粒沉积改变了电路板表面临界湿度,从而改变电化学迁移的失效机理和时间。该文采用温湿偏置实验研究13~18μm粒径的尘土颗粒覆盖密度与环境温度、湿度、电场强度交互作用下对电路板电化学迁移失效时间的影响,发现颗粒覆盖密度造成的电化学迁移失效时间呈非单调变化。颗粒覆盖密度低于350μg/cm2时,失效时间与颗粒覆盖密度呈负指数函数;高于350μg/cm2时,呈正指数函数。从颗粒吸附水分与改变晶枝生长路径两方面分析了颗粒分布在高、低密度区对电化学迁移失效的作用机理,为建立尘土污染环境下高密度电路板的可靠性检测方法奠定了基础。

关键词：电化学迁移温湿偏置实验尘土覆盖密度电路板

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电化学迁移研究进展

科技导报 2018年第7期36卷 64-73页

作者：易盼董超芳肖葵魏丹北京科技大学腐蚀与防护中心、腐蚀与防护教育部重点实验室北京100083 中国科学技术协会学会服务中心北京100081

随着电子电路和元器件的集成化、小型化,电子元器件中间距急剧减小,导致其对电化学迁移更加敏感。本文从研究方法、失效机制方面,综述当前电子元器件中电化学迁移行为的研究进展,探讨改善电子元器件电化学迁移敏感性的方法,提出更为行... 详细信息

随着电子电路和元器件的集成化、小型化,电子元器件中间距急剧减小,导致其对电化学迁移更加敏感。本文从研究方法、失效机制方面,综述当前电子元器件中电化学迁移行为的研究进展,探讨改善电子元器件电化学迁移敏感性的方法,提出更为行之有效的电化学迁移防护方法。

关键词：电子元器件电化学迁移电化学迁移防护方法

微电子封装中助焊剂残留物对无铅焊点电化学迁移的影响研究

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稀有金属 2012年第5期36卷 740-744页

作者：徐冬霞王东斌王彩芹韩飞河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 安泰科技股份有限公司北京100081 中兵光电科技股份有限公司北京100176

采用96.5Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料以及一种免清洗助焊剂NCF(焊后不清洗)和一种水溶性助焊剂WSF(焊后清洗和焊后不清洗)分别焊接了3组PCB试件,进行了电化学迁移测试,评价助焊剂焊后残留物的绝缘可靠性。试验结果表明:使用NCF焊接后的第一组... 详细信息

采用96.5Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料以及一种免清洗助焊剂NCF(焊后不清洗)和一种水溶性助焊剂WSF(焊后清洗和焊后不清洗)分别焊接了3组PCB试件,进行了电化学迁移测试,评价助焊剂焊后残留物的绝缘可靠性。试验结果表明:使用NCF焊接后的第一组试件和使用WSF焊接(焊接后清洗)的第三组试件可以满足标准要求;使用WSF焊接(焊接后未清洗)的第二组试件最终绝缘电阻值下降幅度最大,不符合标准要求,并且在高倍显微镜下观察试件发现有树枝晶生成,说明助焊剂残留物的存在使得试件在试验条件下发生了电化学迁移现象。分析探讨了电化学迁移发生的原因,认为电化学迁移与清洗工艺、助焊剂的成分、固体含量和酸度有关。

关键词：微电子封装助焊剂残留物无铅焊料电化学迁移

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金电化学迁移引起的功放模块失效分析研究

固体电子学研究与进展 2023年第1期43卷 89-93页

作者：张茗川李宇超马奔驰季子路南京电子器件研究所南京210016

针对某一型号功放模块在温度循环过程中出现无功率输出现象,对失效功放模块开展了分析研究。利用扫描电镜和能量色散X射线光谱仪对功放模块内部的MMIC芯片进行形貌观察和元素成分分析。结果表明功放模块内部的MMIC芯片栅极与漏极间发生... 详细信息

针对某一型号功放模块在温度循环过程中出现无功率输出现象,对失效功放模块开展了分析研究。利用扫描电镜和能量色散X射线光谱仪对功放模块内部的MMIC芯片进行形貌观察和元素成分分析。结果表明功放模块内部的MMIC芯片栅极与漏极间发生了金的电化学迁移,导致馈电端短路,从而引起模块无功率输出。经故障复现试验,证实金的电化学迁移与器件内部的助焊剂残留相关,加电使用过程中,金电极在电场、水汽及助焊剂中电解质的共同作用下发生金迁移。

关键词：失效分析金电化学迁移助焊剂残留

Ag电化学迁移引发肖特基二极管烧毁的失效机理分析

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电子器件 2022年第2期45卷 272-276页

作者：徐晟王宏芹牛峥李洁森甘卿忠中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局广东广州510663 工业和信息化部电子第五研究所广东广州510610

在阐述银电化学迁移机理的基础上,利用体视显微镜、晶体管图示仪、光学显微镜、X射线检测系统及扫描电子显微镜等技术手段,系统分析了智能电表中肖特基二极管的电化学失效原因。结果表明:二极管芯片正面局部区域遭受了S污染,并发生了Ag... 详细信息

在阐述银电化学迁移机理的基础上,利用体视显微镜、晶体管图示仪、光学显微镜、X射线检测系统及扫描电子显微镜等技术手段,系统分析了智能电表中肖特基二极管的电化学失效原因。结果表明:二极管芯片正面局部区域遭受了S污染,并发生了Ag电化学迁移现象;芯片边缘析出了Ag枝晶,导致芯片发生短路烧毁,二极管最终失效。本工作的研究成果为电子封装互连焊点中的电化学迁移导致的失效分析提供实践参考。

关键词：电化学迁移肖特基二极管失效分析芯片 Ag枝晶

SnAgCu钎料焊点电化学迁移的原位观察和研究

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电子元件与材料 2007年第6期26卷 64-68页

作者：张炜成旦红郁祖湛 Werner Jillek 上海大学理学院化学系上海200444 中国浦东干部学院培训部上海201204 复旦大学化学系上海200433 乔治西蒙欧姆应用科技大学电子机械信息系德国纽伦堡90489

通过恒定电压条件下的水滴实验,对Sn-4Ag-0.5Cu钎料焊点的电化学迁移(ECM)行为进行了原位观察和研究。结果表明,树枝状的金属沉积物总是在阴极上生成,并向着阳极方向生长,在接触阳极的瞬间,发生短路失效。外加电压不超过2 V时,形成的沉... 详细信息

通过恒定电压条件下的水滴实验,对Sn-4Ag-0.5Cu钎料焊点的电化学迁移(ECM)行为进行了原位观察和研究。结果表明,树枝状的金属沉积物总是在阴极上生成,并向着阳极方向生长,在接触阳极的瞬间,发生短路失效。外加电压不超过2 V时,形成的沉积物数目往往比较少并且粗大。焊点间距的减少和外加电压的增加都会使得ECM造成的短路失效时间显著缩短。当钎料不能完全包裹焊盘或者焊盘局部位置上钎料的厚度很薄时,发生ECM的金属除了来自钎料焊点,还来自Cu焊盘;钎料中的Ag不发生迁移。

关键词：电化学电化学迁移 SnAgCu钎料焊点原位观察