金屬離子在電場的作用下，電路的陽極和陰極之間會形成一個導電通道(圖一)，產生電解腐蝕(Electrolytic Corrosion。樣式如樹枝狀結構生長，造成不同區域的金屬互相連接(圖二)，進而導致電路短路。ECM現象好發於電路板上(圖三)。
圖一:ECM原理
圖二: 電化學遷移析出樹枝狀金屬
圖三:HAST實驗後產生ECM(好發於電路板上)
一、 造成電化學遷移(ECM)最大因素
IC晶片封裝成BGA後，於植球時會使用助焊劑(Flux)確保兩種不同的金屬或合金連接順利。宜特可靠度驗證實驗室就觀察到，Flux製程後，若沒有進行清潔動作，不僅殘留物將阻礙Underfill流動路徑(圖四)，導致填充膠無法填滿晶片底部，造成許多的氣泡(延伸閱讀: 如何利用真空壓力烤箱 消滅Underfill Void)，更會加劇ECM的發生。
宜特可靠度驗證實驗室，特別做了兩項實驗設計(DOE)，實驗條件套用HAST常見的溫度:130°C/濕度:85%RH，使用助焊劑為坊間常見免清洗型助焊劑。第一項DOE樣品不做助焊劑清潔(Flux clean)，第二項DOE樣品做助焊劑清潔(Flux Clean)，DOE結果可清楚看到，未做Flux Clean的樣品，出現了ECM現象(圖五(左))，而有做Flux Clean的樣品，儘管同樣出現ECM現象(圖五(右))，但非常細微。
從此實驗中，我們可以了解到，儘管植球時已使用免清洗型助焊劑，但仍會有些微Flux殘留，故在執行高溫、高濕實驗過程中，是否進行清除助焊劑(Flux clean)濕式製程(想知道濕式製程流程如何進行? 來信索取web_cre@istgroup.com；marketing_tw@istgroup.com)，是影響ECM發生多寡因素之一，不可忽視。
當然，Flux Clean手法流程、清洗時間掌握與液體溶劑使用方式，皆須視樣品大小、數量、使用何種Flux…等等做調整，才能達到有效的清潔。
HAST實驗使用的機台皆為壓力鍋爐設計，機台內部管線架構複雜，容易累積髒污，故須定期安排清潔保養，按照原廠提供的機台保養手冊進行維護，保持機台內部潔淨。
此外，操作人員在進行實驗作業過程時，須全程配戴手套，即可避免手汗中的鈉離子、鉀離子、鈣離子…等成分造成汙染。
四、 如何在HAST可靠度試驗時，及時發現ECM?
透過以上各種實驗前置預防方法，將可有效並大幅降低ECM發生風險，但若仍疏漏了其他環節，而造成ECM或其他耗電異常現象發生，則如何於實驗過程中即時發現呢?
在宜特可靠度驗證實驗室中，可透過電源管理系統和電源模組配置(圖六(左))，搭配客製化的電路設計，除強化自動化功能外，亦增加電源監控功能，使每片HAST board都能被獨立監控，於實驗過程中，動態確認歷程記錄(圖六(右))，不僅可確保測試過程的穩定性，更能即早發現產品異常現象，避免產品或電路板被嚴重破壞，無法繼續後續失效分析。
