Bei der elektrochemischen Migration entstehen baumartige Strukturen, die zu Kurzschlüssen führen oder die Leistung elektronischer Module beeinträchtigen können.

Bild: Fraunhofer IISB

Leistungsbeinträchtigung Elektrochemische Korrosion bei leistungselektronischen Modulen

05.03.2019

Elektronische Baugruppen schrumpfen immer mehr. Ein Problem für Hersteller stellt dabei die elektrochemische Korrosion dar. Am Fraunhofer IISB suchen Wissenschaftler nach Wegen, ihr Einhalt zu gebieten.

Da die Packungsdichte und die Miniaturisierung bei elektronischen Baugruppen wachsen, wird elektrochemische Korrosion bei ihnen immer mehr zum Problem. Bei dieser Form der Korrosion, auch elektrochemische Migration (ECM) genannt, gehen positiv geladene Metallionen im Elektrolyten in Lösung und wandern von der Anode zur Kathode, wo sie sich abscheiden.

Dabei entstehen die im Bild zu sehenden baumartigen Strukturen. Sie können zu Kurzschlüssen führen und die Leistung elektronischer Module beeinträchtigen. Unter anderem bilden sie sich in den Isoliergräben zwischen Metallpads auf keramischen Substraten. Der Prozess wird durch delaminiertes Vergussmaterial, Metalle oder Metallkombinationen, die zu Korrosion neigen oder anliegende Spannung und Feuchtigkeit ausgelöst.

Wie sich elektrochemische Korrosion bei leistungselektronischen Modulen aufhalten lässt, erforscht das Fraunhofer IISB. Die Forscher führen dafür Korrosionstests, wie zum Beispiel Schadgastests, Feuchte-Wärme-Prüfungen, Salzsprühnebeltests oder Temperaturschockprüfungen durch.

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