PCB Блог - Что такое электрическая миграция? анализ переноса IC в панели PCB

Мы все хотим панель PCB полная проводимость и стабильность, Но это не так. реальный мир не состоит из идеальных проводников и изоляторов, окруженных вакуумом, электрическое поле будет взаимодействовать с проводником и базой в реальной системе. как ис, так и PCB, необходимо учитывать важные последствия несовершенной электронной продукции: электромиграция. Что такое электрическая миграция?? а главное, как предотвратить? простой анализ переноса PCB и IC. Цель состоит в том, чтобы предотвратить короткое замыкание и разомкнутый контур этих устройств в различных условиях. для этого были разработаны отраслевые стандарты.Вам нужно знать эти стандарты и как перенос электричества приводит к утрате нового оборудования

электромиграция электронов

с большим количеством компонентов, сложенных в более маленькое пространство, электрическое поле между двумя проводниками с определенными разностями потенциалов увеличивается. Это привело к возникновению ряда проблем безопасности в высоковольтном электронном оборудовании, especially electrostatic discharge (ESD). высокое электрическое поле между двумя проводниками, изолированными от воздуха, Таким образом, в контуре вокруг возникает импульс дуги и тока. чтобы предотвратить эти разряды панель PCBS или другое оборудование, Необходимо определенное расстояние между проводами, Это зависит от разности потенциалов между проводниками. вышеуказанный промежуток очень важен для безопасности и предотвращения неисправности оборудования, но расстояние через основную панель также важно. Другая точка, которую необходимо учитывать, это расстояние между проводниками, проходящими через диэлектрик. в PCB, Это называется дальность ползания. когда расстояние между проводниками меньше часа, электрическое поле может быть большим, приводить к электрической миграции.При большей плотности тока в проводнике (в IC) или при более широком электрическом поле между двумя проводниками (в PCB),механизм привода к миграции может быть описан как экспоненциальный рост. защита от электрической миграции, Вы можете использовать три рычага, чтобы растянуть дизайн:

увеличить расстояние между проводниками (в панели PCB); снижение напряжения между проводниками (в панелях PCB); используйте устройства для работы с низким током (в IC).

электропередача в IC: разомкнутая и короткозамкнутая

в межсоединении IC главные силы не являются электрическим полем между двумя проводниками и последующей ионизацией. напротив, перенос твердого электричества происходит в результате переноса электрического импульса (рассеяния) при высокой плотности тока, что приводит к перемещению металла по диаметру направляющей цепи (и в этом случае сами металлические межсоединения). скорость миграции возрастает с повышением температуры межсоединений. миграция меди и электричества связана с такими факторами, как: ветер - сила, оказываемая на металлических ионах в результате рассеяния электронов из металлических атомов в кристаллической решетке. Эта многократная ионизация и количество движения переносятся на ионы свободных металлов, что приводит к их диффузии на анод. процесс миграции обладает энергией активации. Когда энергия, передаваемая в металлический атом, превышает процесс активации арениуса, началась направленная диффузия под руководством градиента концентрации (закон фика). когда металл тянется на поверхность проводника, он начинает создавать конструкцию, способную соединять два проводника, что приводит к короткому замыканию. Он также истощает металл, соединяющий аноды друг с другом, что приводит к открытию цепи. Следующее изображение SEM показывает результат расширения электрической миграции между двумя проводниками. когда металл перемещается по поверхности, он оставляет зазор (разомкнутую цепь) или образует кристалл (короткое замыкание), связанный с соседней проводником. в экстремальных случаях с сквозными отверстиями электропередача может даже истощить проводников под покровом.

электромиграция в PCB: дендритный рост

аналогичные последствия могут иметь и ПХД, что приводит к двум возможным формам электрической миграции:

As described above, электрическая миграция по поверхности, образование полупроводниковой соли, электрохимический рост. эти эффекты контролируются различными физическими процессами. плотность тока между двумя проводниками может быть низкой, поскольку металлическая линия имеет очень большой размер по сравнению с поперечным сечением межсоединений IC. В таком случае, перенос будет происходить при высокой плотности тока, вести к тому же типу коротких отрезков со временем. на поверхности, когда проводник подвергается воздействию воздуха, после этого может произойти окисление. Во втором случае, электролитический процесс. электрохимическая реакция на поле при наличии воды и соли. электролитическая миграция требует высокого постоянного тока между поверхностными водами и двумя проводниками, Это будет стимулировать электрохимическую реакцию и рост дендритной структуры. перенос ионов металлов растворяется в водном растворе и распространяется на всю изоляционную базу. Увеличение расстояния между соседними проводниками снижает электрическое поле между ними, Таким образом, подавление реакции электролитического переноса. анализ электрической миграции в новой компоновке требует проверки проектирования для обеспечения того, чтобы зазор линии не противоречил правилам проектирования или отраслевым стандартам. если бы вы могли использовать что - то основное панель PCB инструмент настройки IC, Вы можете проверить раскладку по этим правилам и обнаружить любые нарушения. с сужением интегральной схемы панель PCB, для обеспечения надежности электролитический анализ становится все более важным.