電遷移效應

電遷移是金屬線在電流和溫度作用下產生的金屬遷移現象,它可能使金屬線斷裂,從而影響晶片的正常工作。電遷移在高電流密度和高頻率變化的連線上比較容易產生,如電源、時鐘線等。為了避免電遷移效應,可以增加連線的寬度,以保證通過連線的電流密度小於一個確定的值。
電源格線中的大電流也會引起電遷移(EMI)效應,在晶片的正常壽命時間內會引起電源格線的金屬線性能劣化。這些不良效應最終將造成代價不菲的現場故障和嚴重的產品可靠性問題。
闡述了無鉛焊料中電遷移的物理特性,由於焊點的特殊幾何形狀,電流擁擠效應將發生在焊點與導線的接點處;電遷移效應導致無鉛焊料中金屬間化合物(IMC)的生成與溶解,以及焊點下的金屬化層(UBM)的溶解和消耗,使原子發生遷移並會產生孔洞,造成焊點破壞,縮短了焊點平均失效時間(MTTF),從而帶來可靠性問題.

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