人所拥有的诸如知识技术_不可不知的技术知识之CAF

定义

CAF(导电阳极丝)又称导电阳极丝,是指金属离子沿玻璃纤维纱从一个金属电极向另一个金属电极移动时,由于印刷电路板电极间吸湿而析出金属和化合物,吸水后加上电场的现象。CAF现象会导致绝缘层的劣化。

背景

目前多层板的层数和通孔的孔径,以及布线宽度和线间距都趋于精细。由于绝缘距离的缩短和电子设备便携性的影响,电路板容易吸湿和离子迁移。

同时,当电路板发生离子迁移时,很容易在短时间内造成故障。因此,研究和分析CAF是非常必要的。

CAF发生的原理

离子迁移是由溶液、电位等电化学现象引起的,尤其是在高密度电子产品中,材料与周围环境相互作用,导致离子迁移。

阳极反应(金属溶解)

阴极反应(金属或金属氧化物沉淀)

1号咖啡馆发生的过程

水的吸附和扩散

影响因素:水汽量、温度、材质。

水的分解

影响因素:电压、水蒸气量、温度。

铜的沉淀

影响因素:电压、水蒸气、材料、PH值、溶解氧。

电子交换机

影响因素:电压、材料

2号咖啡馆发生的主要影响因素

形成第一级CAF通道的基本条件是金属盐的存在和水分或蒸汽压的存在,二者缺一不可。当施加电压或偏压时,将出现CAF生长的第二阶段。

其中,测试的温度和湿度越高,吸收的水分越多,生长越快;电压越高,电极反应越快,CAF生长越快;PH值越低,越容易CAF会发生;基质的吸水率越高,越容易发生CAF。

制作耐CAF评价样品的影响因素及建议

CAF产生的条件是金属盐和水分共存,并且离子由于电场而沿着玻璃纤维和树脂之间的界面迁移。

因此,最根本的措施是使玻璃纤维与树脂的界面紧密牢固地结合在一起,不留任何缝隙。同时降低了树脂的吸水率,进一步提高了材料的耐CAF性能。

从三个方面提出以下改进建议。

第一基质原料

树脂

A.使用高纯度环氧树脂。

B.开发耐热性好的树脂配方。

C.降低树脂的吸水性。

玻璃纤维织物

建议使用纤维开松度好的玻璃纤维布,可以使树脂更均匀地分布在玻璃纤维基丝布上,增加树脂与玻璃纤维布的结合,从而提高耐CAF性。

铜箔

铜箔的铜齿太长或不平整都会增加CAF的可能性。所以推荐使用铜齿均匀的铜箔。

第二覆铜板工艺

沉浸

PP中残留气泡较多,会增加CAF的机会。应优化生产参数,保证PP的润湿性,同时增加预浸渍,采用低密度胶液对玻璃纤维纱束进行预浸渍,赶走大部分气泡,降低玻璃纤维布的表面张力。

材料的耐CAF性会受到混压胶过量或板边泛白的影响。因此,有必要选择合适的压制程序,以确保压制板的质量。

3号PCB制造流程

钻头

钻孔参数不当或钻针研磨次数过多,会导致孔壁表面凹凸较大。在化学湿加工过程中,金属盐溶液容易聚集或涂覆在表面凹陷处,容易渗透到薄弱连接处的细微裂纹中,导致CAF的可靠性问题。因此,需要选择更合适的钻孔参数和更新的钻孔针来保证钻孔质量。

脱脂炉渣

如果脱胶渣的参数选择不当,脱胶不干净会影响电镀质量,增加CAF失效的几率。因此,根据不同的

如果PCB工艺中出现杂质或残留铜,清洗不当后会有金属盐残留在板上。一旦水分被吸收或被层层吸收,就会形成CAF问题。所以需要调整参数,避免残留铜,同时改进清洗方法,充分清洗。

评估CAF的方法

离子迁移评估通常使用梳状电路板作为样本。电极对交错连接成梳状,在高温高湿条件下给出固定的DC电压。经过长时间的测试,观察电路是否有瞬间短路。

离线测试

电极间绝缘电阻的测试是在规定时间内,从高温高湿环境中取样,在室温下进行。

当在实际测量中使用这种评估方法时,离子迁移现象已经消失,并返回到高绝缘状态。所以虽然有异常,但也会出现没有异常的错误。

在线测试

在高温高湿环境下,在电极间施加电压应力的同时,连续自动测试由离子迁移引起的绝缘劣化和绝缘电阻变化。

该试验可以准确获得离子迁移引起的绝缘劣化特性和故障时间。而且从电阻值的变化,可以知道测试开始以来样品之间的差异,以及故障发生时电阻值的紊乱。

双面板耐CAF评估样品图例

在线测试图示例

不合格样品的分析

针对CAF引起的故障现象,一般采用的方法是逐渐缩小范围:

先测试失效样品的电阻用显微镜观察找出大概的失效位置去除表面的绿油再次观察具体位置研磨切片观察失效原因。

以下是详细的说明:

标签

随着印制电路板行业的发展,由CAF引起的失效问题越来越突出。要提高PCB板的耐CAF性能,首先要把重点放在板材上,然后在制造过程中针对产品制定有效的措施,这样才能从根本上提高PCB板的耐CAF性能。

信阳检测中心有话说:

本文介绍PCB制造过程中CAF电阻的研究与分析,部分资料来源于网络。如需转载本文,后台私信可授权。如未经授权转载,我们将依法维护自己的合法权利。原创不易,谢谢支持!

信阳检测中心将继续分享汽车电子及相关电子元器件PCB/PCBA、失效分析、可靠性评估、真伪鉴别的专业知识。点击关注,获取更多知识分享和资讯。

回顾唐子红