银迁移

今天我们来聊一聊半导体器件中的一种现象--银迁移(Silver Migration)，有关可靠性（因为银镀层、银焊接物以及作为电极使用的金属银等会由于迁移导致绝缘电阻降低，最终形成短路，造成失效）。当然，这种金属迁移现象不仅仅只有银，其他一些金属元素（铅、铜、锡、金等）也会发生；并且不仅仅是半导体器件，其他涉及到易迁移金属元素的地方也可能发生。这是我最近工作中遇到的一个“新”知识点（对于我而言），尽管它一直存在。

银由于及其优良的导电性、传热性、可焊性和低接触电阻的特性，被广泛地用于电气连接和电子产品中。但其也是所有可发生迁移的金属中迁移率最高（是铜的1000倍）的金属，所以常常备受关注，故而有“银迁移”之称。

1950年，银迁移被首次发现，以2根银棒作为电极，使其相距12.5mm，把滤纸夹在两者之间，加上45V的电压，保持相对湿度98%，持续36h，这是当时的实验条件。最终结果显示，银从阴极向阳极生长，形成树枝状结晶，并且会从阳极向阴极扩散氧化银（Ag₂O）胶体。

银迁移的定义：在适宜的条件下，银从初始位置发生移动至极区域内再沉积的过程。

根据发生条件的不停，银的迁移可以分为两类：离子迁移和电子迁移，

这里我们所的是离子迁移，以下是阴离子迁移的过程：

①金属银因为电位差及表面存在从环境中吸附的电解液（大多数情况是水）而发生电离

Ag→Ag⁺, H2O→H⁺+OH^-

②AgOH分解形成Ag₂O，在阳极形成Ag₂O，呈胶体状分散

2AgOH→Ag₂O+H₂O

③Ag+和OH-在阳极生成AgOH析出

Ag++OH-→AgOH

④生成的Ag₂O和水反应，形成阴离子向阴极移动并析出，呈树枝状

Ag₂O+H₂O⇿2AgOH⇿2Ag⁺+OH^-

根据以上过程，我们可以知道阴离子迁移的必要条件为：存在电解液（通常为水），存在电势差以及迁移路径。

我们根据其发生的必要条件，可以做出一些防护措施：

①尽量做好气密性，密封前烘烤等措施来避免电解液的引入；

②进行合理的布线，保证足够的间距，合理地控制点胶、贴片、焊接等操作以减小电势差；

③在表面涂布高分子薄膜层等措施来阻断银迁移地路径。

各种场景下的具体措施和方法我也不了解，因为有一些都是“不可告人”的小秘密，只希望它们会有幸地出现在我的身边。

关于银迁移我们就先聊到这里，希望你们能够喜欢！