半導體封裝中銀遷移，怎么辦？

轉自：導電高研院；作者：CEIA電子智造

銀在電導率、穩(wěn)定性方面具有優(yōu)異特性，被廣泛用于電子元器件中的導線和接點，然而在長時間高溫和高電場的環(huán)境下常常出現(xiàn)銀遷移現(xiàn)象，如何緩解銀遷移現(xiàn)象呢？

什么是銀遷移

銀遷移（Silver Migration）是指在導體材料中，銀離子由于電場和溫度的作用，沿著導體材料的晶粒邊界或晶界遷移，并在終端位置沉積下來，從而形成導體短路或斷路等失效現(xiàn)象。

銀遷移現(xiàn)象會導致導線的電阻增加，信號失真，最終導致器件失效。具體表現(xiàn)包括：

導線電阻增加：隨著銀遷移現(xiàn)象的發(fā)生，導線中的銀原子會向細節(jié)處移動，導致導線截面積減小，電阻增加，從而降低電路的性能。

信號失真：銀遷移現(xiàn)象的加劇，導線中的銀原子會向接近信號線的區(qū)域移動，導致信號失真和干擾，從而影響電路的正確性和可靠性。

器件失效：長時間的銀遷移現(xiàn)象會導致導線的性能逐漸退化，直到完全失效，從而導致整個器件失效。

出現(xiàn)銀遷移的原因

針對銀遷移現(xiàn)象，可采取以下措施進行改善：

01電流密度過大：當電流密度過大時，金屬中的離子受到電場力作用，會向電流方向遷移，導致材料的失衡。對于常規(guī)的厚度為35um的銀線，建議將電流密度限制在2.5x10^4A/cm^2以下。

02溫度過高：在高溫環(huán)境下，金屬材料中的離子能量增加，離子遷移的速度也會隨之增加，進而促使銀遷移現(xiàn)象的發(fā)生。在封裝或連接器件時，溫度通常應控制在不超過150℃的范圍內。

03尺寸效應：金屬線路的尺寸和形狀也會影響銀遷移的發(fā)生。當線路尺寸很小或線路呈現(xiàn)彎曲形狀時，離子遷移的速度更快，因此出現(xiàn)銀遷移現(xiàn)象的概率也會相應增加。

解決方案

銀遷移是一個復雜的問題，需要綜合考慮多方面的因素，以下是一些可能的措施：

優(yōu)化材料選擇：可以選擇更加耐高溫和耐腐蝕的材料，如鎢、鉬、銅等。

改善封裝結構：封裝結構設計應該考慮到熱膨脹系數的匹配，以減少熱應力對晶體管引線和銀線的影響。

優(yōu)化工藝參數：通過調整電鍍條件、焊接溫度、時間等參數，可以減少銀遷移的風險。

使用添加劑：向銀線中添加一些元素，如鈀、鉑、金等，可以改善晶體管的可靠性。

采用抗銀遷移工藝：采用抗銀遷移工藝的晶體管可以大幅減少銀遷移的風險。

引入測試環(huán)節(jié)：在晶體管生產的不同階段加入測試環(huán)節(jié)，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的銀遷移問題。

免責申明：本文內容轉自：導電高研院；作者：CEIA電子智造。文字、素材、圖片版權等內容屬于原作者，本站轉載內容僅供大家分享學習。如果侵害了原著作人的合法權益，請及時與我們聯(lián)系，我們會安排刪除相關內容。本文內容為原作者觀點，并不代表我們贊同其觀點和（或）對其真實性負責。

AMB、AMB載板、活性釬焊、活性金屬釬焊、陶瓷覆銅板、陶瓷基板、DBC、高可靠性基板、SiC芯片載板、AMB陶瓷基板、AMB陶瓷覆銅板、DBC基板、DBC陶瓷基板、芯片載板、IC載板、碳化硅IC載板、碳化硅載板、半導體碳化硅IC載板、第三代功率半導體碳化硅IC載板、第三代功率半導體載板、第三代功率半導體基板、銀銅鈦焊膏、銀銅鈦焊片、AgCuTi活性焊膏、AgCuTi、厚銅陶瓷基板、雙面厚銅陶瓷板、銀焊膏、銀膠、銀漿、燒結銀、低溫銀膠、銀燒結、納米銀錫膏、納米銀、納米銀膏、錫銻Sn90Sb10焊料片、錫銻焊片、Sn90Sb10 Solder Preforms

廣州先藝電子科技有限公司是先進半導體連接材料制造商、電子封裝解決方案提供商，我們可根據客戶的要求定制專業(yè)配比的金、銀、銅、錫、銦等焊料合金，加工成預成形焊片，提供微電子封裝互連材料、微電子封裝互連器件和第三代功率半導體封裝材料系列產品，更多資訊請看85737.com.cn，或關注微信公眾號“先藝電子”。