在電極間由於吸溼和結露等作用,吸附水分後加入電場時,金屬離子從一個金屬電極向另一個金屬電極移動,析出金屬或化合物的現象稱為離子遷移。
離子遷移現象起因於一種與溶液和電位等相關的電化學現象,整個遷移過程可分為:陽極反應(金屬溶解過程)→金屬離子的移動過程→陰極反應(金屬或金屬氧化物析出過程)。特別是在金屬溶解過程中,在釺料等金屬中加入其他成分金屬所組成的合金材料,由於兩種金屬表面結構狀態的不同,導致鈍態膜的形成位置及電極電位的溶解特性不同。
有些學者指出:電化學可靠性主要由免清洗產品的殘留助焊劑對電遷移的抵抗力和樹枝晶生長的抵抗力所決定。在使用免清洗助焊劑的產品中,焊接後殘留的助焊劑會留在PCB上。在產品的服役過程中,導致表面絕緣電阻下降。如果出現電遷移和樹枝晶生長,就可能由於在導體之間出現短路而造成嚴重的失效。
2、金屬離子遷移的分類
金屬離子遷移根據其發生形態可分成枝晶生長(Dendrite)和導電陽極細絲(CAF)兩大類。所謂的枝晶就是根據PCB的絕緣表面析出的金屬或其氧化物呈樹枝狀而命名的,如Ag的遷移現象。而CAF則是根據沿著PCB的絕緣基板內部的玻璃纖維,析出的金屬或其氧化物呈纖維狀延伸而命名的。
二、Ag離子遷移現象
1、Ag離子遷移現象的發現
(1)Ag離子的遷移現象是1954年由美國貝爾研究所的D.E.YOST把它作為PCB的一個問題提出來的。在該報告中介紹了在電話交換機或電子計算機等所使用的端子上的Ag,在絕緣板上溶解析出,由離子電導使絕緣遭到破壞的案例。
在PCBA上應用Ag的場合如下:
① PCB上的印製導線及圖形採用電鍍或還原鍍工藝塗敷的Ag層;
② 引線和端子採用Ag鍍層的元器件;
④ 含Ag的釺料。
(2)離子遷移發生過程可分為:
●陽極反應(金屬溶解);
●陰極反應(金屬或金屬氧化物析出);
●電極間發生的反應(金屬氧化物析出)。
電子材料的離子遷移是由與溶液和電位有關的電化學現象所引起的,與從金屬溶解反應、擴散和電泳中產生的金屬離子移動反應及析出反應有關。特別是在高密度組裝的電子裝置中,材料及周圍環境相互影響導致離子遷移發生而引起電特性的變化,已成為故障的原因。
金屬離子的遷移現象,最典型的是Ag離子的遷移。
在電極間由於吸溼和結露等作用,吸附水分後加入電場時,金屬離子從一個金屬電極向另一個金屬電極移動,析出金屬或化合物的現象稱為離子遷移。
離子遷移現象起因於一種與溶液和電位等相關的電化學現象,整個遷移過程可分為:陽極反應(金屬溶解過程)→金屬離子的移動過程→陰極反應(金屬或金屬氧化物析出過程)。特別是在金屬溶解過程中,在釺料等金屬中加入其他成分金屬所組成的合金材料,由於兩種金屬表面結構狀態的不同,導致鈍態膜的形成位置及電極電位的溶解特性不同。
有些學者指出:電化學可靠性主要由免清洗產品的殘留助焊劑對電遷移的抵抗力和樹枝晶生長的抵抗力所決定。在使用免清洗助焊劑的產品中,焊接後殘留的助焊劑會留在PCB上。在產品的服役過程中,導致表面絕緣電阻下降。如果出現電遷移和樹枝晶生長,就可能由於在導體之間出現短路而造成嚴重的失效。
2、金屬離子遷移的分類
金屬離子遷移根據其發生形態可分成枝晶生長(Dendrite)和導電陽極細絲(CAF)兩大類。所謂的枝晶就是根據PCB的絕緣表面析出的金屬或其氧化物呈樹枝狀而命名的,如Ag的遷移現象。而CAF則是根據沿著PCB的絕緣基板內部的玻璃纖維,析出的金屬或其氧化物呈纖維狀延伸而命名的。
二、Ag離子遷移現象
1、Ag離子遷移現象的發現
(1)Ag離子的遷移現象是1954年由美國貝爾研究所的D.E.YOST把它作為PCB的一個問題提出來的。在該報告中介紹了在電話交換機或電子計算機等所使用的端子上的Ag,在絕緣板上溶解析出,由離子電導使絕緣遭到破壞的案例。
在PCBA上應用Ag的場合如下:
① PCB上的印製導線及圖形採用電鍍或還原鍍工藝塗敷的Ag層;
② 引線和端子採用Ag鍍層的元器件;
④ 含Ag的釺料。
(2)離子遷移發生過程可分為:
●陽極反應(金屬溶解);
●陰極反應(金屬或金屬氧化物析出);
●電極間發生的反應(金屬氧化物析出)。
電子材料的離子遷移是由與溶液和電位有關的電化學現象所引起的,與從金屬溶解反應、擴散和電泳中產生的金屬離子移動反應及析出反應有關。特別是在高密度組裝的電子裝置中,材料及周圍環境相互影響導致離子遷移發生而引起電特性的變化,已成為故障的原因。
金屬離子的遷移現象,最典型的是Ag離子的遷移。