銀遷移是指在存在直流電壓梯度的潮濕環境中,水分子滲入含銀導體表面電解形成氫離子和氫氧根離子。
:
H20→H++OH-
銀在電場及氫氧根離子的作用下,離解產生銀離子,並產生下列可逆反應:
在電場的作用下,銀離子從高電位向低電位遷移,並形成絮狀或枝蔓狀擴展,在高低電位相連的邊界上形成黑色氧化銀。通過著名的水滴試驗可以很清楚地觀察到銀遷移現象。水滴試驗十分簡單,在相距很近的含銀的導體間滴上水滴,同時加上直流偏置電壓就可以觀察到銀離子遷移現象。
銀離子的遷移會造成無電氣連線的導體間形成旁路,造成絕緣下降乃至短路。除導體組份中含銀外,導致銀遷移產生的因素還有:基板吸潮;相鄰近導體間存在直流電壓,導體間隔愈近,電壓愈高愈容易產生;偏置時間;環境濕度水平;存在離子或有沾污物吸附;表面塗覆物的特性等。
銀遷移造成旁路引起失效有以下特徵:
在高濕存在偏壓的情況下產生;銀離子遷移發生後在導體間留下殘留物,在乾燥後仍存在旁路電阻,但其伏-安特性是非線性的,同時具有不穩定和不可重複的特點。這與表面有導電離子沾污的情況相類似。
銀遷移是一個早已為業界所熟知的現象,是完全可預防的:在布局、布線設計時避免細間距相鄰導體間直流電位差過高;製造表面保護層避免水汽滲入含銀導體。對產品使用環境特別嚴酷的(如接近100%RH,85℃)可將整個電路板浸封或塗覆來進行保護。此外,焊接後清洗基板上助焊劑殘留物,亦可防止表面有導電離子沾污。