什么是电子迁移？怎么测试？

ruicai_2001

可靠性的电子迁移是什么？怎么测试？
与下面的这个描述是不是一样的：
“电子迁移”是50年代在微电子科学领域发现的一种从属现象，指因电子的流动所导致的金属原子移动的现象。因为此时流动的“物体”已经包括了金属原子，所以也有人称之为“金属迁移”。在电流密度很高的导体上，电子的流动会产生不小的动量，这种动量作用在金属原子上时，就可能使一些金属原子脱离金属表面到处流窜，结果就会导致原本光滑的金属导线的表面变得凹凸不平，造成永久性的损害。这种损害是个逐渐积累的过程，当这种“凹凸不平”多到一定程度的时候，就会造成CPU内部导线的断路与短路，而最终使得CPU报废。温度越高，电子流动所产生的作用就越大，其彻底破坏CPU内一条通路的时间就越少，即CPU的寿命也就越短，这也就是高温会缩短CPU寿命的本质原因。

Swell

是一样的（原理），待测试物可以是CPU,PCB等等。此类测试可以采用待测试物处于高温or/and高湿条件下对样品进行长时间不间断的绝缘阻抗测试。你可以咨询业内制造绝缘测试设备的供应商，我没有具体测试标准，目前知道chroma等设备商有这类测试系统。

justinbk

个人对楼上的理解不敢苟同。
首先高温对集成电路（包括CPU）的老化作用加速作用是全方位的，比如PN结、以及构成芯片的所有材料，包括金属化多层布线、层间氧化层、场氧、栅氧、PN结、扩散层、TDDB等等，也包括封装材料如金属键合丝、键合点（包括楔形键合、球形键合、以及后来的FC倒装凸点连接方式）、引线框架、芯片粘接以及封装材料（环氧树脂、陶瓷、金属等等），高温的所有对上述所有结构和材料体本身都会起到一个加速老化的作用。任何一个“节点”因老化而发生特性退化或功能失效，芯片都会失效，这就就是芯片老化失效的机理。

而楼主提到的电迁移，首先从名字上可以看出，这和电相关，只要有电流，不管有没有温度作用，电迁移都会发生，而关系最密切的并不是温度，而是电流密度，通常对于铝布线，我们一般认为金属化布线能安全工作的最大电流密度是1E+6A/cm2，如果是铜的话可以再高一个数量级，这里的作用机理主要就是电流。电迁移的重要特点就是定向移动，金属原子的移动方向与电流方向相反。最终出现的结果可能是短路，也可能是开路，视具体结构而定。

实际上与电迁移相对的另外一种是热迁移，是一种扩散作用，在绝对零度以上的环境下，在两种不同“材料”（包括材料成分不同、参杂浓度不同的界面处发生，比如PN结，比如两种金属的结合面，这种材料可以是单质，也可以是合金、混合物）。从名字上可以看出，温度对这种作用的影响是绝对性的，温度越高，这种作用会越明显。不同物质在同种材料（或不同种材料）中的扩散速度是不一样的，这就导致材料会在界面处材料特性的连续性出现问题，严重时材料特性或功能发生退化甚至功能完全丧失。与电迁移相同，最终出现的结果同样是短路，也可能是开路，视具体结构而定。

一般情况下，上述两种作用机理在芯片工作时是同时存在的，在科研上，专门研究某一机理的人，就是要想尽办法加速某种机理，要排除另外一种机理的干扰，这是一个科研难题。
总而言之，热对电迁移作用加速比较明显，但绝对因素还是电流密度。此外就是热对芯片的老化加速不仅仅是电迁移一个方面，这是个复杂的变化，有多种失效机理。

sunjj

plsrefertotheattachedpaper.

封装级电迁移可靠性截尾测试
"ApplyingCensoredDataTestsonPackageLevelElectroMigrationReliability"

yeh

３楼的顶一个Good

aries

恩
3楼的见解很有水平啊

ruicai_2001

我想了解的主要是PCB板在电迁移的测试。我的理解是在使用一定的时间后，排线上的铜电子迁移到绝缘板上，最终导致了短路的现象。而在这方面的测试大多都加入了高温高湿的加速条件进行，而具体是怎样的条件？需要怎样的仪器及操作？请哪位大侠指点一下。

zhanghjspace

别着急，三楼的朋友已经把整个原理都给大家做了介绍，大家都这么积极，相信会有人帮忙的！

justinbk

你说的这个是离子迁移，和集成电路里面说的电迁移有本质不同。另外也并非铜电子（电子无所谓何种元素），应该是离子。不过我以前遇到过的大都是锡、银、铝金属离子迁移。自己没做过这类实验，从网上找了些，希望对你有用
http://www.pcbcity.com.cn/PcbInf ... 1131034416884-1.htm
http://www.gzzhichen.com/adminis ... /20083111515380.pdf

hukee

3楼介绍的比较全面，一般对细线um级别的比较明显，如果材料没有干燥好，在水+金属间的电化学反应也会出现线路的断路。