电化学迁移失效分析

　　电化学迁移失效分析是针对电子电路中金属离子在电场作用下迁移导致短路或腐蚀的检测过程。核心步骤：失效现象确认→非破坏检测→微观形貌观察→成分/环境分析→模拟验证→改进建议。关键技术包括SEM（扫描电镜）、EDS（能谱分析）、SIR（表面绝缘电阻测试）等，广泛应用于消费电子、汽车电子、航空航天等领域。

　　1 失效现象确认

　　通过电性测试（如短路/漏电检测）和宏观观察（如PCB板表面是否有白色结晶物），明确失效模式。例如：

　　树枝状结晶（树突）：金属离子（如Sn、Cu）在电场驱动下形成导电通路

　　腐蚀坑：局部电化学反应导致金属溶解（如Ag迁移引发焊点腐蚀）

　　2 非破坏性检测

　　表面绝缘电阻（SIR）测试：通过施加直流电压，监测电路间电阻变化（电阻骤降提示迁移风险）

　　X射线检测（RT）：观察焊点内部是否有裂纹或空洞（可能加速离子迁移）

　　3 微观形貌观察

　　通过SEM（扫描电镜）观察失效区域：

　　树突形貌：呈现“树枝状”或“针状”结构（提示电化学迁移ECM）

　　腐蚀产物：如Cu的氧化产物（CuO/CuO）或Ag的硫化物（AgS）

　　4 成分与环境分析

　　EDS能谱：检测迁移离子的种类（如Sn、Cu、Ag）及污染元素（Cl、S加速迁移）

　　离子色谱（IC）：分析环境中的污染物（如助焊剂残留、手指汗液中的NaCl）

　　5 模拟验证与改进

　　湿热试验（85℃/85%RH）：复现高湿环境下的迁移过程

　　电迁移加速测试：通过提高电压/温度，缩短失效时间（如将12V提升至24V）

　　最终建议：

　　设计端：增大电路间距（如将0.2mm间距增至0.3mm），减少电场强度

　　工艺端：严格控制助焊剂残留（如改用免清洗焊膏），降低离子污染

　　材料端：选用抗迁移材料（如ENIG表面处理替代HASL）

　　技术亮点

　　电化学迁移失效分析需结合“电-化-热”多场耦合分析。例如：某手机主板因汗液渗透导致Ag迁移短路，通过SEM+EDS定位树突起点，结合SIR测试验证改进方案（增加三防漆涂层）。