电子材料的腐蚀要点分析.pptVIP

刘青欢材料科学与工程学院 电子材料的腐蚀 目录 电子材料概论 电子材料腐蚀的防护措施 受腐蚀或沾污电子材料的处理 电子材料的腐蚀特点和类型 5 电子材料防腐蚀研究发展动向 一、电子材料概论 电子材料概论 电子装备是多种金属和合金以及众多部件组装而成的精密设备，关键部位的任何损坏都会直接影响、甚至完全破坏它们工作的可靠性。已有的资料表明，除在一些情况下由于物理因素造成电子装备的损坏外，例如，核辐射产生的α射线的“软损伤”使半导体存储器性能下降或完全损坏，环境介质的化学因素引起的失效——腐蚀失效，是破坏电子装备可靠性最主要原因。 定义：电子材料是指与电子工业有关的，在电子 学和微电子学中使用的材料，是制作电子 元器件和集成电路的物质基础。 电子材料概论 电子材料 铜和铜合金——印刷电路板导电材料 镍和镍合金——接触电阻低的触点或接点材料 金和金合金——可焊性优良的镀层材料 银和银合金——继电器触点和接头表面镀层 钯和钯合金——金的替代材料 锡和锡合金——永久性连接或焊接 镉镀层——收音机、电视机、家用洗衣机等的底座 铝和铝合金——集成电路和仪器箱框架 钢和镀锌钢——支撑材料 此外，，环氧树脂、聚酰胺和硅酮树脂等聚合物分别作为黏结剂、胶囊包装材料和涂层等，也广泛用于电子材料装备。 电子材料概论 电子材料所处环境的腐蚀性 电子材料所处环境的腐蚀性，取决于所在环境中污染性组分的种类与含量，还取决于在电子材料表面形成的电解液膜的状况。在电子材料的生产制造、组装、储运、安装和使用的过程中，可能遇到多种污染性组分和不同水平的湿润等级。 电子材料概论 大气环境因素的种类 1、温度　　温度是增进腐蚀反应的动力之一，40℃以下，对腐蚀反应速度影响不大，40℃以上称之为高温区的腐蚀反应速度大，尤其对铜、铜合金影响大。 2、相对湿度　　相对湿度是左右腐蚀最大的腐蚀因素之一，当与其它腐蚀因素协同作用时，腐蚀速度增大。而且其它腐蚀因素即使存在但湿度不大时，腐蚀几乎不发生(硫化氢环境除外)。通常相对湿度在60%左右腐蚀会增大，相对湿度超过75%腐蚀速度会急剧增大。 电子材料概论 3、腐蚀性气体 气体 对金属腐蚀的影响 二氧化硫 　　最易受腐蚀的是镍镀层，变为灰色。当镍镀层作为金、铑、铬镀层的基层时，从上述镀层的针孔等缺陷处仍会发生镍的腐蚀。此外，还会对丝绕电阻产生坑蚀、发生断线。但上述腐蚀的发生与相对湿度有关，低于40%几乎不发生腐蚀。 硫化氢 　　对银、铜及其合金有极强的腐蚀性，既使处于比较低的湿度环境仍会发生腐蚀。此外，接线处、线路板的接插部位的镀银处的银、铜会发生迁移、伸须现象。 氮氧化物 　　氮氧化物与大气中的水生成硝酸对金属腐蚀，使电子产品表面附着的绝缘阻抗下降。此外，氮氧化物还与紫外线、碳氢化物反应生成臭氧导致橡胶、塑料的老化。 卤素气体 　　卤素气体、氯化氢的腐蚀性极强，既使很低的浓度也几乎对所有的金属腐蚀。银的腐蚀相对较轻，生成氯化银(Agcl)，增大接触电阻。此外，卤化物既使在较低的湿度下也会发生潮解，在电子产品表面易造成污损，从而降低绝缘阻抗，还会引起橡胶、塑料的老化。 氨气 　　腐蚀性较小，但会导致铜合金的应力腐蚀破裂，既使在铜合金上有银、锡铅镀层也不能防止铜合金的应力腐蚀破裂的发生。 表1　腐蚀性气体对金属腐蚀的影响 电子材料概论 4、海盐微粒　　不仅沿海地区有海盐微粒，而且由于风向、风速、天气等气象条件的影响，内陆地区也有海盐微粒。海盐微粒的主要成分是75%氯化钠、10%氯化镁，在20℃时，这两者的临界相对湿度是75%和33%。低于相对湿度发生结露现象，会发生腐蚀。 5、尘埃　　尘埃中含有硫酸根离子、硝酸根离子、盐酸根离子等水溶性成分，尘埃附在电子产品机构部位，触点部位，磁带及软盘等磁媒体上，在一定的湿度下将发生腐蚀并导致绝缘阻抗降低引起误动作。 电子材料概论 电子材料表面的湿润时间 电子装备的腐蚀主要是金属和合金材料与元器件在薄电解液膜下进行的大气腐蚀。处于大气环境中的电子材料，当其表面的相对湿度（RH)达到它的露点时，构成电子装备的元器件和集成电路的表面就会生成薄的电解液膜，附着于他们的表面。达到露点的临界RH值取决于金属的种类、环境污染的类型和表面对水气的毛细作用。 在露天条件下，常用金属表面的湿润时间TOW表示结构金属材料发生腐蚀的倾向。TOW——在温度高于0℃，RH大于80%时，金属表面每年保持湿润的小时数或百分数。通常TOW分为六个等级。 二、电子材料的腐蚀特点和类型 电子材料的腐蚀特点 （1）薄电解液膜下发生的大气腐蚀