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Electromigration (EM:전자 이동) 및 Electrochemical Migration (ECM:전자화학 이동)

Wednesday, January 26, 2011

2011년 1월 30일, 일요일 / Andy Mackie 작성[이력참조]

저는이번주에, 오염과그것이인쇄회로의조립(PWA’s)에미치는영향과관련하여앞으로발간될 IPC 핸드북(IPC-CH-65 HDBK)의섹션에기사를작성하도록요청받았습니다. 표준SMT / PCB 영역과반도체조립의사이에는분명한기술적인교차점이존재하며, 구체적으로는플립칩, 초소형요철과TSV 조립등을꼽을수있습니다. 하지만, 이들용어들은이제“서로부딪히기시작하고” 있습니다: 반도체제조업체종사자들에게친숙한문구들은이제 SMT 에서이분야로옮겨온반도체패키징엔지니어들이구사하는어휘의일부분이되고있습니다. 저는이것과관련한저의입장을정리하고싶은데, 2009년의 미팅에서제가나눠드린자료에근거한이블로그포스팅의내용은아마도보다넓은독자층을위해서반복되는부분도있을것입니다.

Electrochemical Migration (ECM:전자화학이동)

ECM 은인접한금속컨닥터사이에금속성이온의이동함에따라성격이규정되며수상돌기를형성합니다. 여기서의주요한통제파라미터는다음과같습니다:

- 수분또는높은습도; %RH로측정됨

- 이동하는메탈이온의존재

- 높은잠재적증감, 유닛길이당볼트로표시됨(즉, V/cm)

높은온도가그문제를더욱악화시킬수도있습니다. 수화시킨금속이온은양전기로충전되고있는중에음극을향해이동해서수상돌기를형성하는데, 그것은바늘또는나무가지와같은금속구조로되어있습니다. 수상돌기는 ECM 의주요한시각적지표입니다.

ECM Diagram

Electromigration (EM:전자이동)

반면에EM은금속컨닥터의내부에서일어나며, 다수의고속전자들이금속원자에충돌할때단순한모멘텀의이전에의해제거됩니다. EM 에영향을미치는주요한변수들은:

- 높은온도

- 이동하는금속성원소의존재

- 고도의현재밀도, 유닛구역당 Amps 로표시함(즉, A/cm2)

EM 은금속연결부위의내부에서일어나기때문에, 습도또는다른환경적인수분은 EM 에어떠한영향도미치지않는것에유의하십시오.

EM Diagram
EM 의 주요한 시각적 지표는 양극 근처에 있는 금속제 상호 연결 부위가 비어 있는 것이며, 때론 현재의 밀도가 가장 큰 곳이기도 합니다. (“현재의 총집합” 효과 – 아래 참조) Current Crowding 3