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マイグレーションの原因

マイグレーション現象とイオンマイグレーションの種類

配線や電極として使用した金属が、絶縁物の上や界面を移動する現象。

大きく分けてマイグレーションには2種存在する。

①イオンマイグレーション

②エレクトロマイグレーション

 

エレクトロマイグレーションは、電界の影響で金属成分が電子の衝突により、非金属媒体の上や中を移動する現象である。

エレクトロマイグレーションは腐食生成物と類似(デンドライト状)している為、混同される事が多い。

ちなみに、腐食生成物は電界が無くても発生するが、エレクトロマイグレーションは電界が無いと発生しないので注意する事。

 

項目 温度 電流密度 湿度 
イオンマイグレーション  低温 [<100℃] 小 [<1mA/cm2]

 高いほど顕著

エレクトロマイグレーション  高温 [>100℃] 大 [>104mA/cm2]  殆ど乾燥

イオンマイグレーションの種類

・樹状[デンドライト:Dendrite]

 絶縁物の表面を、陰極から陽極に向かって成長する。

・CAF[Conductive Anodic Filaments ]

 絶縁物中の繊維等に沿って陽極から陰極に向かって成長する。

・その他

 【橋状(bridges),雲状(clouds),山状(hillocks),山崩れ状(landslides),ひげ状(whiskers)等】

マイグレーション評価試験方法の分類

試験方法 内容
簡易方法

・WD法:脱イオン水滴下法 (Water Drop Test)

・希薄電解液浸漬法

・ろ紙給水法

環境試験

・恒温恒湿試験

・温度サイクル試験

・温湿度サイクル試験

・結露サイクル試験

・PCT:プレッシャークッカー試験

・HAST試験※

※HAST:Highly Accelerated temperature&humidity StressTest の略

 不飽和(相対湿度85%)のプレッシャークッカー試験を指す。

Cuイオンマイグレーション

Cu電極間の電位差と、周囲雰囲気中から表面に吸着された水の存在により、電離(Cu→Cu+)が起こる。

・陽極では

   Cu+4H2O ⇒Cu(OH)2+O2+3H2

・陰極では

   Cu(OH)2⇒CuO+H2O

の反応が進み CuOのデンドライトが陰極側から陽極側に向かって成長する。

マイグレーション試験結果画像(WD法)

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