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腐蚀风险对满足在恶劣环境下使用的微电子设备的严格可靠性要求构成挑战。微电子设备通常封装在聚合物封装材料中，以防止腐蚀。然而，这些聚合物并非完全密封，因此允许少量离子和水分进入设备，这可能会导致微电子电路腐蚀。为了提高和预测设备的可靠性，量化这些材料中的离子扩散率非常重要。以前报告的离子扩散率值对于同一类材料来说相差多个数量级。在这里，我们使用三种实验方法调查这种差异的原因：(i) 盐水浸泡、(ii) 扩散池测量和 (iii) 瞬态电流测量。测试了几种材料，例如硅树脂、环氧树脂和聚酰胺，以涵盖微电子行业使用的广泛聚合物。我们发现，差异可能是由于离子扩散率对聚合物中的水分含量以及溶质的盐浓度和 pH 值有很强的依赖性。此外，我们发现，极低的离子扩散率会导致测量时间过长，因此样品中因污染、泄漏或微小缺陷而导致误差的风险很大。
阐明微电子封装材料中离子扩散率的巨大变化
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