文档介绍：部门OLED-WET编写审核日期文件编号:A-B-*-000*银和硫:案例分析,物理现象和可能的解决方式2OLED-Array银硫化的问题很早便已经存在了,但是其形成的基本原理还是知道的很少。通过做加速测试条件暴露银镀层,观察发现银硫化现象恶化,以此估算正常情况下银硫化问题一般会在12-48个月发现。猜测其原因是因为不同的封装材料,其吸收含硫气体的能力不同。本文对已知的银硫化物腐蚀失效做了一个概述,包括举了一些零件、基板和印制板的例子。对这些案例基本原理的研究,可以提供解决该现象的一个方向,包括湿度,温度以及其他反应气体是如何作用的;传统的腐蚀可能会加速反应,其机理是什么;含硫气体可能穿过并被聚合材料保留,是怎么发生的等等。在电子器件及产品中,银的位置很受关注,因为它会在孤立导体中迁移并会造成不定的电击。银的这种迁移是由银倾向于在潮湿环境中发生氧化反应以及电场造成的。这个行为导致了银使用上的一些限制,应用、附加测试的要求、含贵金属的银合金的电子材料。当前关于银和电子器件更关注的就是硫化机制。硫化作用是金属元素(例如银,铜等)在存在硫化物的液体或气体中的腐蚀。硫化作用最开始是通过分解H2S或COS,产生HS-。在水溶液中,HS-既可以直接与已经氧化的银原子反应,也可以吸收至表面,然后反应生成硫化盐。氧化性原子的存在,例如Cl,可以增加反应速率。通过对每个案例的研究回顾,包括包装、材料成分结构、曝光环境、失效时间、失效模式。3OLED-Array第一个案例:做了将银暴露在标准混流气体的测试环境下,查看沉浸银的行为,并以此为基线。实验中,镀了银的试验基片暴露在Class II(混流气体环境)。几篇如图1所示。测试基片无焊接掩模板,由两个阵列组成。A阵列,由44个圆形衬垫,,间距1mm。B阵列由阴影图形组成。混流气体测试的目的就是模拟由于暴露在大气中造成的腐蚀现象。大气中的电子设备的操作环境被分为四个等级,从最难腐蚀(Class I)至最易腐蚀(Class IV)。Class I 表示持续调整的控制的很好的工作环境。Class II表示轻微工业环境,无有效持续的环境控制。Class III表示中等工业环境,类似存储区环境。Class IV表示重度工业环境,类似边上有大气污染源的。案例一图一4OLED-ArrayClass I:无其他环境影响,也无加速测试。其他三个Class由环境中的四种最普通的气体,NO2、H2S、Cl2以及SO2,加速腐蚀。在一些条件下的SO2的有无选择,是因为不确定其影响效果是在H2S之上或之下。一些研究者相信H2S和SO2在金属腐蚀上具有协同作用,且SO2对于腐蚀环境中的进行镍(stress nickel)腐蚀是必须的。腐蚀试片经过两次的回流焊炉和一次的波峰焊接机的预处理。回流轮廓的参量未提供。一共有30片试验片,在Class II的条件下分别暴露1,2,4,6,8,10天。五片在预先设计好的时间后暴露。试片需要检测重量增量,表面绝缘电阻(SIR),及外观形貌。图二图三分别反应的是重量增量及SIR。EIA混流气体标准气体浓度。IIA用于焊接性测试案例一表一5OLED-Array重量增加证明化学反应发生,尤其是与焊锡均涂的基本试片对比,其增加量快接近了三分之一。暴露六天之后重量增加的现象表现在在腐蚀反应中就是点位偏移。表面绝缘电阻的改变,其决定性就没那么大。尽管相比下来重量变化的比例更大,但是表面绝缘电阻绝对值依旧增大了10的12次方欧姆。暴露在II中的浸银试片重量增量暴露在II中的浸银试片表面绝缘电阻的变化案例一图二图三6OLED-Array暴露后的结果检查使用的是光学及电子显微镜,分别以图四图五展示。沉浸银在暴露在混流气体之后变黑。元素分析采用能量光谱(EDS),鉴别***和硫,以及银和铜。***和硫存在会形成AgCl和Ag2S混合物。然而AgCl最初是白色的,而当其经过光照的光致还原作用,会分解为***气分子及银原子。这个结果产生的银具有灰黑的外观。Ag2S同样是黑色的。注意,无腐蚀产物出现在镀层外围区域。浸银试片暴露前后暴露在II中8天后电子显微照片和成分分析案例一图四图五7OLED-Array案例二一种采用工业控制的硅胶陶瓷混合封装用来测试使用了接近两三年的失效速率。发现在失效设备的输入输出参量,提高了几个PIN的电阻。陶瓷混合成像仪器图六用X射线处理之后(鉴定干扰或是分离银薄膜上的痕迹)。X射线下正常与失效图图七8OLED-Array为了更好的发现分离根源,硅树脂密封剂被去除了。目视无荚膜的混合物,可以看到陶瓷基板中透出黑色腐蚀产物。最关键的是那些既无焊接也无焊接掩模板的有镀银痕迹的区域,这些区域也有一些透过掩模板腐蚀的迹象。光学显微照片,正常与失效(去膜后)光学显微下照片正常(上),失效(下)光学