【摘要】：電子產品的微型化使得集成電路不斷向著高集成化、高性能化、高密度和小間距方向發(fā)展,這使得焊點或焊線間距減小。這不僅對電子產品的制造工藝提出了嚴苛的要求,也對電子產品服役可靠性提出了更嚴刻的要求。電子器件密集度的增加,間距的減少也為電化學遷移(ECM)導致器件絕緣失效提供了便利條件,使其成為目前集成電路失效的常見原因之一。電化學遷移現(xiàn)象是指由于某一電極的溶解而形成金屬離子,金屬離子通過電解質運動到另一電極發(fā)生還原沉積形成金屬沉積物的過程。電壓、電極間距、電解質濃度等都是ECM的重要影響因素。本文采用水滴實驗方法,基于Sn、Sn0.7Cu、Sn3Ag、Sn9Zn四種無鉛釬料,選用1.5V、3V、5V、8V的外加電壓,0.3mm、0.5mm及0.7mm的電極間距,0mM/L、1mM/L、30mM/L、500mM/L的NaCl溶液濃度,研究了電壓、電極間距、NaCl溶液濃度對ECM行為的影響。主要結論如下:(1)ECM存在孕育期,孕育期內完成陽極溶解、離子遷移和累積,才可觀察到陰極有樹枝狀ECM產物生成(主要為金屬沉積物),當此產物從陰極生長至陽極時會造成陰陽極短路。Sn、Sn0.7Cu、Sn3Ag作為焊點或焊線時,產物成分為Sn和Sn氧化物;Sn9Zn作為焊點或焊線時,產物成分除Sn和Sn氧化物外,還含有Zn和ZnO。較小電壓下,Sn9Zn抗電化學遷移性能較好;較大電壓下,Sn9Zn抗電化學遷移性能急劇下降。(2)從實驗開始到金屬沉積物連通陰、陽極為止的時間稱為ECM短路時間。本實驗體系下,隨電壓升高,Sn、Sn0.7Cu、Sn3Ag和Sn9Zn ECM短路時間都隨之減小。當電壓1.5V時,基本觀察不到ECM現(xiàn)象發(fā)生。當電壓大于5V時,ECM短路時間急劇減小;且在1.5V較小電壓下,金屬沉積物形核位點較少,生長較慢;在5V較大電壓下,金屬沉積物形核位點較多,生長較快。同時發(fā)現(xiàn),隨電極間距增加,Sn、Sn0.7Cu、Sn3Ag、Sn9Zn ECM短路時間都隨之增加�；诟麾F料在不同電壓和間距下的短路時間數(shù)據(jù),構建出電壓、間距、短路時間三者之間的三維圖形。此圖形可估測出在0.3mm到0.7mm之間任意間距和1.5V到8V之間任意電壓組合條件下的短路時間值。(3)純Sn作為焊點或焊線發(fā)生電化學遷移時,在1mM/L和500mM/L NaCl溶液濃度下,金屬沉積物的形成機制是不同的(30mM/L NaCl溶液濃度下只形成沉淀,未形成金屬沉積物)。1mM/L NaCl溶液濃度下,金屬沉積物的形成是由于陽極溶解的金屬離子在陰極的直接還原沉積造成的;500mM/L NaCl溶液濃度下,金屬沉積物的形成是由于沉淀層溶解形成的[Sn(OH)_6]~(2-)配合物離子在陰極的間接還原沉積造成的。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN405

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王學求;張必敏;遲清華;;穿透性地球化學遷移模型的實驗證據(jù)[J];礦物學報;2009年S1期

2 易盼;董超芳;肖葵;魏丹;;電化學遷移研究進展[J];科技導報;2018年07期

3 孫遜;高志華;李路華;;二氧化硅和鍶的地球化學遷移影響因素研究[J];安徽農業(yè)科學;2008年08期

4 張良靜;劉曉陽;;電化學遷移與耐CAF基材[J];印制電路信息;2007年11期

5 李曉倩;蔡呂清;;PCBA失效中的電化學遷移與腐蝕研究[J];電子產品可靠性與環(huán)境試驗;2019年01期

6 涂家川;李國元;鄔博義;;表面處理工藝對基板表面電化學遷移的影響[J];腐蝕與防護;2018年07期

7 王學求;深穿透地球化學遷移模型[J];地質通報;2005年Z1期

8 周怡琳;朱蒙;霍雨佳;;塵土顆粒的介電特性對電路板電化學遷移的影響[J];電子學報;2017年07期

9 華麗;戴月;;先進制造封裝中Sb摻雜64Sn-35Bi-1Ag釬焊腐蝕和電化學遷移[J];湖北第二師范學院學報;2013年08期

10 歐毓迎;;電路板硫化失效的研究[J];日用電器;2014年05期

相關會議論文 前5條

1 吳其反;方迎堯;盧建忠;李新弟;;不容忽視的另一種“地球化學遷移”——人類活動造成有害元素的快速擴散[A];中國礦物巖石地球化學學會第十屆學術年會論文集[C];2005年

2 王學求;;深穿透地球化學遷移模型[A];“十五”重要地質科技成果暨重大找礦成果交流會材料三——“十五”地質行業(yè)重大找礦成果資料匯編[C];2006年

3 丁康康;郭為民;范林;侯健;;電子器件海洋環(huán)境腐蝕失效研究進展[A];2015第二屆海洋材料與腐蝕防護大會論文全集[C];2015年

4 唐從國;瞿玲露;;機動車排放鉑族元素環(huán)境地球化學研究綜述[A];中國礦物巖石地球化學學會第15屆學術年會論文摘要集（2）[C];2015年

5 田益玲;于志彬;王貞強;遲健;;食品包裝的安全隱患及檢測[A];中國食品科學技術學會第五屆年會暨第四屆東西方食品業(yè)高層論壇論文摘要集[C];2007年

相關博士學位論文 前1條

1 廖伯凱;薄層液膜下錫基無鉛釬料合金腐蝕、電化學遷移及抑制研究[D];華中科技大學;2018年

相關碩士學位論文 前10條

1 齊笑;Sn基無鉛焊料電化學遷移行為研究[D];大連理工大學;2019年

2 王琴;化學遷移教學模式在高一化學教學中的實踐研究[D];貴州師范大學;2019年

3 陳彥宇;塵土代表性物質對電路板電化學遷移失效作用機理研究[D];北京郵電大學;2019年

4 王迪;高溫環(huán)境下納米Ag-Pd焊膏的抗電化學遷移老化行為研究[D];天津大學;2018年

5 謝琪;塵土中可溶性鹽導致高密度電路板電化學遷移失效的建模研究[D];北京郵電大學;2018年

6 張成;高中生化學遷移創(chuàng)新能力現(xiàn)狀及提升策略研究[D];華中師范大學;2018年

7 涂家川;基板與表面處理對電化學遷移的影響及其機理研究[D];華南理工大學;2017年

8 盧名遠;高中生化學遷移能力培養(yǎng)的實驗研究[D];湖南師范大學;2004年

9 霍雨佳;鍍層工藝和塵土介電特性對電化學遷移的影響[D];北京郵電大學;2015年

10 姚博峗;塵土污染對電化學遷移溫度特性的影響[D];北京郵電大學;2015年

本文編號：2774157