电迁移效应(electro-migration effect)是指金属导线中的电子在大电流的作用下,产生电子迁移的现象。
当电子流过金属线时,将同金属线的原子发生碰撞,碰撞导致金属的电阻增大,并且会发热。在一定时间内如果有大量的电子同金属原子发生碰撞,金属原子就会沿着电子的方向进行流动。这将会导致两个问题:第一,移动后的原子将在金属上留下一个空位,如果大量的原子被移动,则连线断开;第二,被移动的原子必须停在某一个地方,在电流方向的末端形成大量堆积。以铜导线为例,电流的趋肤效应导致电子都是在铜导线表面移动。当发生碰撞后,表面的原子不断被撞击的向导线末端移动。原子离开的地方铜线不断变细甚至断开,原子堆积的地方铜线不断变粗甚至有可能和周围铜线接触导致短路。
影响材料EM能力的因素有:导线长度、导线半径、电流密度、温度、通流时间
导线长度越长,原子数量越多
导线半径越小,电子分布区域越小,电子越集中
电流密度越大,电子数量越多
温度越高,电子能量越大,原子越活跃
通流时间越长,碰撞发生的次数越多
因此我们在讲EM能力的时候往往是限定固定长度、固定半径、固定温度、固定时间的前提下,材料能导通电流的能力。
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