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银迁移

银迁移

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银迁移(Silver Migration)现象是指在存在直流电压梯度的潮湿环境中,水分子渗入含银导体表面电解形成氢离子和氢氧根离子:

H20→H+OH-

银在电场及氢氧根离子的作用下,离解产生银离子,并产生下列可逆反应:

在电场的作用下,银离子从高电位向低电位迁移,并形成絮状或枝蔓状扩展,在高低电位相连的边界上形成黑色氧化银。通过著名的水滴试验可以很清楚地观察到银迁移现象。水滴试验十分简单,在相距很近的含银的导体间滴上水滴,同时加上直流偏置电压就可以观察到银离子迁移现象。

银离子的迁移会造成无电气连接的导体间形成旁路,造成绝缘下降乃至短路。除导体组份中含银外,导致银迁移产生的因素还有:基板吸潮;相邻近导体间存在直流电压,导体间隔愈近,电压愈高愈容易产生;偏置时间;环境湿度水平;存在离子或有沾污物吸附;表面涂覆物的特性等。

银迁移造成旁路引起失效有以下特征:

在高湿存在偏压的情况下产生;银离子迁移发生后在导体间留下残留物,在干燥后仍存在旁路电阻,但其伏-安特性是非线性的,同时具有不稳定和不可重复的特点。这与表面有导电离子沾污的情况相类似。

银迁移是一个早已为业界所熟知的现象,是完全可预防的:在布局、布线设计时避免细间距相邻导体间直流电位差过高;制造表面保护层避免水汽渗入含银导体。对产品使用环境特别严酷的(如接近100%RH,85℃)可将整个电路板浸封或涂覆来进行保护。此外,焊接后清洗基板上助焊剂残留物,亦可防止表面有导电离子沾污。

银迁移

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