集成電路可靠性試驗(yàn)―鹽霧技術(shù)研究

　　本文對以上試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。在鹽霧試驗(yàn)中，由于各種金屬的電極電位不同以及它們在鹽液中的過電位大小不一，所以在鹽霧中會發(fā)生很多的 電化學(xué)反應(yīng)。在陽極是金屬失去電子，成為離子，在陰極發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)類型有析氫反應(yīng)和氧去極化反應(yīng)等，其中氧去極化反應(yīng)(吸氧反應(yīng))是最主要的反應(yīng)類型。它是由于鹽液中含有的溶解氧而 造成的，溶液中的氧可通過擴(kuò)散作用不斷地向陰極區(qū)移動。

　　氧向電極表面擴(kuò)散決定整個(gè)吸氧腐蝕過程的速度，因?yàn)檠踉邴}溶液的溶解度是有限的，吸氧腐蝕速度往往被氧向金屬表面的擴(kuò)散速度所控制，也就是說，金屬腐蝕速度是與氧在陰極還原的極限電流密度相一致的。

　　氧向陰極擴(kuò)散速度由Fick第二定律得出

　　式中，D為溶解氧擴(kuò)散系數(shù);δ為擴(kuò)散層厚度;Ce為電極表面氧的濃度;C為溶液中氧的濃度。

　　電極反應(yīng)速度可由法拉第定律得出

　　id：極限電流密度;n：價(jià)數(shù);F：法拉第常數(shù)。

　　當(dāng)電極反應(yīng)達(dá)到平衡，即擴(kuò)散控制時(shí)：V1=V2由公式(2)、公式(3)得出

　　由于隨著電極反應(yīng)的進(jìn)行，電極附近氧原子不斷消耗，Ce降低，當(dāng)Ce→0時(shí)，公式(4)可變?yōu)?/P>

　　從公式(5)中可以看出，極限電流密度id與擴(kuò)散層厚度δ、溶解氧擴(kuò)散系數(shù)D、溶解氧的濃度C、價(jià)數(shù)n等有關(guān);極限電流密度的大小也就意味著腐蝕速度的大小;其中D與環(huán)境溫度成正比。