Electromigración: qué es y por qué este portento es la mas grande amenaza a la que se enfrentan todos nuestros dispositivos electrónicos

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Electromigración: qué es y por qué este portento es la mas grande amenaza a la que se enfrentan todos nuestros dispositivos electrónicos

Todos los dispositivos electrónicos que utilizamos de apariencia cotidiana pueden verse perjudicados por ella. Nuestros ordenadores portátiles y de sobremesa, nuestros smartphones, nuestras tablets y cualquier distinto aparato que incorpore semiconductores en su interior puede ser víctima de la electromigración.

Este portento fue descubierto por el físico francés M. Gerardin en 1861, inconveniente no tuvo relevancia mas allí del ámbito teórico inclusive que se fabricaron los primeros circuitos integrados en la década de los 60 del siglo pasado. La particularidad mas sorprendente de este mecanismo, y lo que a los usuarios nos interesa conocer, es que puede provocar la degradación física de los semiconductores llegando, incluso, a dejarlos inservibles. Afortunadamente, tenemos indiscutible margen para combatirlo.

Electromigración: qué es y por qué se produce

Todos sabemos de una apariencia mas o carencia intuitiva qué es la corriente eléctrica, inconveniente para entender qué es y cómo trabaja la electromigración nos interesa repasar que la electricidad es factible debido a que un flujo de electrones se desplaza a través de un ajuar conductor reconocimiento a la desacuerdo de capacidad que existe entre sus 2 extremos. Los electrones se mueven en un pesaroso determinado a lo largo del conductor, desde el electrodo dañino hacia el electrodo bueno (la corriente eléctrica por convenio va en pesaroso contrario).

Los electrones pueden chocar con los núcleos de los átomos que conforman el conductor, tranfiriéndoles una cuantía de movimiento y desplazándolos

Lo curioso, y este es el origen de la electromigración, es que a lo largo de su desplazamiento los electrones pueden chocar con los núcleos de los átomos que conforman el conductor. Cuando se produce este choque los electrones transfieren una cuantía de movimiento a los núcleos atómicos, y, si es suficiente, pueden desplazarlos. De alguna apariencia el secuela que posee lugar en el acierto se produce el choque es semejante al de un empujón que si es lo suficientemente intenso puede desplazar al núcleo atómico que ha recibido el impacto.

Huecoselectro Esta representación ha resultado tomada con un microscopio electrónico, y exhibe la degradación física que ha sufrido un conductor de cobre a causa de la electromigración.

La consecuencia directa de este comportamiento es que una región del conductor puede poseer un defecto de núcleos atómicos (menos de los que tenía inicialmente), y otra región puede poseer un exceso de núcleos atómicos (más de los que tenía inicialmente). Se ha producido una migración verdadero de ajuar entre 2 puntos, provocando que en 1 de ellos queden huecos libres que en principio no estaban ahí. Este portento es la electromigración, y, tan acabamos de ver, describe la migración de material de un conductor ocasionada por la corriente eléctrica que lo atraviesa.

La posibilidad de que los electrones de la corriente eléctrica choquen con los núcleos atómicos del conductor depende de unos cuantos factores. Uno de ellos es la densidad de la corriente, que, dejando a un lado las fórmulas y los conceptos mas complicados, está condicionada por la intensidad de la corriente y la sección del conductor. La intensidad de la corriente eléctrica refleja la cuantía de recarga que se desplaza por unidad de tiempo, de apariencia que una semejante cuantía de recarga generará una mas grande densidad de corriente en un conductor con carencia sección que en distinto conductor con una sección mayor.

Entender cómo trabaja este mecanismo es elemental si imaginamos que los electrones aire coches y que el ajuar conductor es una autopista llena de obstáculos. Si la carretera es demasiado ancha y salen desde el acierto de partida a la ocasión 4 coches es posible que todos ellos tengan área harto para acudir a la objectivo carente chocar con nadie obstáculo. Sin embargo, si colocamos aquellos mismos 4 coches en una autopista demasiado mas estrecha y con el semejante número de impedimentos es posible que cierto de los coches acabe llevándose por delante cierto de los obstáculos, desplazándolo y alterando su ubicación tan consecuencia del impacto.

El 2º factor crucial que determina que se produzca o no la electromigración es la temperatura. Si el conductor está sometido a una mas grande temperatura sus núcleos atómicos vibran mas debido a que adquieren una mas grande energía cinética, y esta mas grande vibración incrementa la posibilidad de que los electrones de la corriente eléctrica choquen contra ellos y les transfieran una cuantía de movimiento, desplazándolos.

Cómo podemos combatir este fenómeno

Como acabamos de ver, la electromigración está condicionada por dos factores demasiado importantes: la densidad de la corriente eléctrica que circula por el conductor y su temperatura. Si 1 de estos parámetros, o ambos, aire lo suficientemente altos es mas posible que ocurra este fenómeno, lo que nos posibilita intuir fácilmente que una apariencia de sostener la degradación del ajuar del conductor abajo atención se basa en minimizar acierto la densidad de la corriente tan la temperatura, en la ley de lo posible.

La electromigración está condicionada por 2 factores: la densidad de corriente y la temperatura

Mantener correctamente refrigerados nuestros dispositivos electrónicos es la apariencia mas eficaz de prevenir la electromigración. De equivalente modo, si nos agrada practicar overclocking y no deseamos que la vida útil de los componentes que estamos forzando se vea disminuida a causa de esta degradación lo idoneo es que no nos excedamos con el voltaje y recurramos a un aparato de refrigeración que sea lo mas eficaz posible.

La electromigración provoca el transporte de ajuar físico del conductor entre 2 puntos, tan hemos visto unas líneas mas arriba, de apariencia que el acierto que pierde núcleos atómicos puede ocasionar que la corriente eléctrica quede interrumpida si la degradación es lo suficientemente intensa. Y el acierto en el que se acumulan mas núcleos atómicos de la recuento puede provocar que 2 pistas de ajuar conductor que están físicamente demasiado cerca acaben tocándose y ocasionando un cortocircuito. En entreambos casos nuestro aparato electrónico fallará, de apariencia que íntegramente lo que podamos realizar para evitarlo será bienvenido.

Imágenes | Enrique Jiménez | Patrick-Emil Zörner


La noticia Electromigración: qué es y por qué este portento es la mas grande amenaza a la que se enfrentan todos nuestros dispositivos electrónicos fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

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