Migración electroquímica
La migración electroquímica ( ECM ) es la disolución y el movimiento de iones metálicos en presencia de potencial eléctrico, lo que da lugar al crecimiento de estructuras dendríticas entre el ánodo y el cátodo . El proceso se observa con mayor frecuencia en placas de circuitos impresos , donde puede reducir significativamente el aislamiento entre conductores.
El principal factor que facilita la formación de la matriz extracelular es la humedad. En presencia de agua, la formación de la matriz extracelular puede avanzar muy rápidamente. Normalmente, el proceso implica varias etapas: adsorción de agua, disolución del metal del ánodo, acumulación de iones, migración de iones al cátodo y crecimiento dendrítico. El crecimiento de la dendrita dura una fracción de segundo, durante el cual la resistencia entre el ánodo y el cátodo cae casi a cero. [1]
Características
Además de la diferencia de potencial eléctrico, la presencia de humedad es un factor determinante en el ECM. Si hay una película de humedad suficiente con condensación e incluso con un voltaje eléctrico bajo, el ECM puede formar una estructura de puente entre los contactos después de solo unos minutos. [2]
En general, el proceso se puede dividir en los siguientes pasos: [3]
- Adsorción de agua a través de condensación en la superficie entre los contactos (a menudo promovida por impurezas iónicas higroscópicas [4] )
- Alcalinización del agua debido a la diferencia de potencial aplicada y, por lo tanto, reducción del valor de pH en la película de agua (inicia la corrosión de metalizaciones (de contacto), p. ej. plata, cobre, estaño)
- Disolución del material del ánodo (plata, cobre, estaño, etc.)
- Migración de los cationes metálicos al cátodo
- Reducción de los cationes migrados y deposición en el cátodo con formación de una dendrita metálica.
- Crecimiento de dendritas en dirección opuesta, hacia el ánodo.
- Reducción de la resistencia entre los contactos hasta un cortocircuito permanente.
- También se forma un puente a través de la interacción con impurezas que van del ánodo al cátodo.
Este mecanismo afecta la fiabilidad y la longevidad de los conjuntos electrónicos, lo que significa que la migración electroquímica suele ser el foco de los análisis de causa raíz de los fallos como posible desencadenante de averías en el campo.
Véase también
Referencias
- ^ Zhou, Yilin; Yang, Pan; Yuan, Chengming; Huo, Yujia (20 de julio de 2013). "Falla de migración electroquímica de la traza de cobre en la placa de circuito impreso provocada por el acabado de plata por inmersión" (PDF) . Chemical Engineering Transactions . 33 : 559–564. doi :10.3303/CET1333094. ISSN 1974-9791.
- ^ Yilin, Zhou; Pan, Yang; Chengming, Yuan; Yujia, Huo. "Fallo de migración electroquímica de la traza de cobre en la placa de circuito impreso provocado por el acabado de plata por inmersión". (PDF) Asociación Italiana de Ingeniería Química, 2013 .
- ^ Helmut, Schweigart. "ECM als Ursache von Feldausfällen - Teil I: Entstehung und Folgen von Elektrochemischer Migration". En: Productrónica. Nro. 4. Hüthig GMBH, Heidelberg 2016, páginas 60–63 .
- ^ Helmut, Schweigart; Sandra, Pilz. "Vorbeugen ist die beste Devise - Elektrochemische Migration als Ursache von Feldausfällen (Teil II)". En: Productrónica. Nro. 08-09. Hüthig GMBH, Heidelberg 2016, páginas 18–22 .
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