通过微电子封装材料的扩散途径

微电子在我们每天使用的 LED 灯串、智能手机和汽车或飞机等安全关键型应用中发挥着重要作用。这些小型电气元件与腐蚀性物质(如水和离子)接触会迅速导致腐蚀，从而导致设备故障。用封装封装微电子器件会增加器件寿命，但不能提供完美的密封。在她的博士学位。在研究中，Anja Herrmann 研究了水和离子如何通过微电子封装材料扩散，从而仍然对电子产品造成损坏。

为了设计具有保证产品寿命的包装，必须知道腐蚀性物质通过包装材料的速度。除了防腐蚀外，包装还有其他几项功能。这意味着包装由不同聚合物和其他添加剂的混合物组成。

因此，水和离子等腐蚀性物质可以通过两种主要方法穿过材料。首先，它们可以穿过本体聚合物，其次，它们可以沿着本体聚合物和填料颗粒或线材之间的界面移动。

水运

对于她的博士学位。在研究中，Anja Herrmann 研究了水和离子通过环氧树脂模塑料 (EMC) 移动的路径，EMC 是填充有二氧化硅颗粒的环氧树脂，用于封装集成电路，以及带有荧光粉颗粒的光学有机硅，用作白色 LED 中的透镜。

Herrmann 发现通过这些系统的水运输是不同的。虽然在光学有机硅中添加荧光颗粒后，她无法观察到水分传输的任何变化，但与未填充的环氧树脂基体相比，EMC 中二氧化硅填料颗粒和环氧树脂基体之间形成的界面层显示出增加的水分传输。沿着界面的这种更快的路径抵消了填料颗粒由于它们的屏障功能(增加传输路径的长度)而具有的减速效应，但不能完全抵消它。

一生中的离子传输

鉴于目前还没有成熟的测量技术，离子传输途径的研究不像水那样简单。过去的研究表明，传输时间范围很广，据报道，通过 0.1 毫米 EMC 的传输时间范围从几分钟到几千年不等。

通过文献调查和使用盐水浸泡、扩散池和瞬态电流测量的一系列实验相结合，Herrmann 表明水分含量、离子浓度、pH、电偏压、温度(如果高于或低于玻璃化转变) 以及抗衡离子的类型对离子传输有显着影响。

在研究中必须考虑、控制和报告这些条件，以得出关于离子传输的准确结论。Herrmann 还观察到，通过封装材料的扩散非常缓慢，这意味着像扩散池这样的方法无法在实验者的整个生命周期内产生关于 EMC 扩散系数的结果，这非常不同寻常。

这项研究拓宽了关于微电子封装材料中离子和水传输的知识，为改进封装设计和材料以创造可靠、长寿命的微电子器件奠定了基础。

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