Einfluss des pH-Wertes auf den Mechanismus der Elektrochemischen Migration

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Die Elektrochemische Migration (ECM) ist weiterhin trotz ihrer langen Bekanntheit eine der häufigsten Ausfallursachen elektronischer Baugruppen unter Feuchtigkeits- bzw. Betauungsbelastung. Da der Mechanismus der ECM in verschiedenen Ausprägungen, insbesondere bei CAF und Anodischem Migrationsphänomen auftaucht, ist eine weitere Vertiefung des Verständnisses hilfreich, um Risiken vor allem bei leistungselektronischen Baugruppen besser einschätzen zu können. Über Videoanalysen im Mikroskop wurde der Verlauf der pH-Wertentwicklung über die einzelnen Stadien der Elektrochemischen Migration beobachtet und dieser mit den elektrochemischen Eigenschaften des Silbers korreliert. Hierdurch entsteht ein wesentlich differenzierteres Bild zum Ablauf der Elektrochemischen Migration bzw. des Verständnisses für deren Voraussetzungen. Im vorliegenden Artikel wird angeregt den Mechanismus in die Stadien Initialstufe, Korrosion und Dendritenwachstum einzuteilen. Die sog. Initialstufe ist aufgrund der extremen pH-Werte und der Gasentwicklung insbesondere für das Verständnis der Degenerationsvorgänge der betroffenen Polymere vor allem bei CAF, Anodischem Migrationsphänomen und Water-Treeing hilfreich. Da diese Mechanismen zunehmend bei Leistungselektronikausfällen auftreten, ist das Verständnis des grundsätzlichen Ablaufs der Elektrochemischen Migration nicht nur für die Signalelektronik sondern von übergeordneter Bedeutung. Im Beitrag werden vor allem die pH-Wert- und Gasentwicklung auf Basis von Echtzeitvideos der Elektrochemischen Migration und die Erläuterung der 3 oben genannten Stufen anhand des Chemismus des Silbers bzw. des sogenannten Pourbaix-Diagrammes für Silber diskutiert.