离子迁移发生的条件有哪些

问题描述

精选答案

在电极间由于吸湿和结露等作用，吸附水分后加入电场时，金属离子从一个金属电极向另一个金属电极移动，析出金属或化合物的现象称为离子迁移。

离子迁移现象起因于一种与溶液和电位等相关的电化学现象，整个迁移过程可分为：阳极反应（金属溶解过程）→金属离子的移动过程→阴极反应（金属或金属氧化物析出过程）。特别是在金属溶解过程中，在钎料等金属中加入其他成分金属所组成的合金材料，由于两种金属表面结构状态的不同，导致钝态膜的形成位置及电极电位的溶解特性不同。

有些学者指出：电化学可靠性主要由免清洗产品的残留助焊剂对电迁移的抵抗力和树枝晶生长的抵抗力所决定。在使用免清洗助焊剂的产品中，焊接后残留的助焊剂会留在PCB上。在产品的服役过程中，导致表面绝缘电阻下降。如果出现电迁移和树枝晶生长，就可能由于在导体之间出现短路而造成严重的失效。

2、金属离子迁移的分类

金属离子迁移根据其发生形态可分成枝晶生长（Dendrite）和导电阳极细丝（CAF）两大类。所谓的枝晶就是根据PCB的绝缘表面析出的金属或其氧化物呈树枝状而命名的，如Ag的迁移现象。而CAF则是根据沿着PCB的绝缘基板内部的玻璃纤维，析出的金属或其氧化物呈纤维状延伸而命名的。

二、Ag离子迁移现象

1、Ag离子迁移现象的发现

（1）Ag离子的迁移现象是1954年由美国贝尔研究所的D.E.YOST把它作为PCB的一个问题提出来的。在该报告中介绍了在电话交换机或电子计算机等所使用的端子上的Ag，在绝缘板上溶解析出，由离子电导使绝缘遭到破坏的案例。

在PCBA上应用Ag的场合如下：

① PCB上的印制导线及图形采用电镀或还原镀工艺涂敷的Ag层；

② 引线和端子采用Ag镀层的元器件；

③ 为改善PCB导体的外观、可焊性和导电性等为目的的Ag镀层；

④ 含Ag的钎料。

特别是在场合③的情况下，Ag不只是覆盖在导体的表面，而且在导体的侧壁也有附着。而这在PCB上留下了日后Ag迁移的危险隐患。

（2）离子迁移发生过程可分为：

●阳极反应（金属溶解）；

●阴极反应（金属或金属氧化物析出）；

●电极间发生的反应（金属氧化物析出）。

电子材料的离子迁移是由与溶液和电位有关的电化学现象所引起的，与从金属溶解反应、扩散和电泳中产生的金属离子移动反应及析出反应有关。特别是在高密度组装的电子设备中，材料及周围环境相互影响导致离子迁移发生而引起电特性的变化，已成为故障的原因。

金属离子的迁移现象，最典型的是Ag离子的迁移。