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电化学迁移指的是两个被液膜连接的电极间加上一个偏压,阳极开始溶解并产生金属离子,金属离子在外加电场的作用下向阴极迁移,到达阴极后,金属离子被还原成金属单质并以枝晶的形式快速向阳极生长,当枝晶接触到阳极时,引起整个电路短路。锡及其合金作为现今使用最广泛的电子互连材料,如何有效抑制电化学迁移成为电子系统失效的核心问题。本文也采用两电极体系(图1)对薄液膜下纯锡的电化学迁移行为进行研究(测定电极电位使用三电极体系),原位监测恒槽压下薄液膜体系中两电极间的电流变化,对比不同浓度柠檬酸根离子的加入对于纯锡电化学迁移行为的变化。结果表明(图2,3):随着柠檬酸根离子的加入,有效的抑制了纯锡的电化学迁移行为。阳极极化曲线结果表明:随着加入的柠檬酸根离子浓度增大,锡由自钝化向阳极钝化转变(图4),阳极电位处于阳极钝化电位区间内,由此可推知柠檬酸根离子的加入可抑制锡的阳极溶解,从而抑制了电化学迁移的发生。循环伏安法测定结果表明,随着柠檬酸根离子的加入,出现了锡和柠檬酸络合物的氧化还原峰,结合电化学迁移的原位形貌观察、原位pH分析、ATR-FTIR及XPS,结果表明添加柠檬酸根离子后,锡和柠檬酸根形成了带负电性的络合物,由此可以有效抑制游离锡离子向阴极的迁移及枝晶的生长,达到抑制纯锡电化学迁移的目的。