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全面認識CAF效應(yīng)

深圳市賽姆烯金科技有限公司 ? 來源:電子制造資訊站 ? 2024-11-11 11:25 ? 次閱讀
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以下文章來源于電子制造資訊站,作者美信檢測

什么是CAF?

導(dǎo)電陽極絲(CAF)的發(fā)生主要是由于玻纖與樹脂間存在縫隙,在后期的正常使用過程中由于孔間電勢差作用,在濕熱的條件下,銅發(fā)生水解反應(yīng)并沿著玻纖縫隙的通道遷移并沉積所形成。CAF往往發(fā)生在相鄰導(dǎo)體之間,如通孔與通孔之間、通孔與表面線路之間、相鄰線路或相鄰層間,見下圖所示。

wKgaoWcxeU6AUEtkAAH5gePBRfQ649.jpg

其中,通孔之間最容易發(fā)生CAF失效。CAF的存在顯然會造成相鄰導(dǎo)體之間的絕緣性能下降,甚至出現(xiàn)短路燒毀等重大事故。

接下來,我們將借助實操案例分析,深度解析CAF成因與機理,全面認識CAF效應(yīng),并學(xué)習(xí)有效預(yù)防措施,以強化電子產(chǎn)品可靠性與穩(wěn)定性。

測試分析

1.失效復(fù)現(xiàn)

PCBA 服役運行三個月以上出現(xiàn)功能異常,初步排查后鎖定在芯片引腳兩相鄰近通孔,孔間阻抗降低。

為了排除外部電路對漏電通孔的影響,將漏電通孔相連電路割線斷開后,對漏電通孔間電阻進行測量。4pcs漏電通孔間電阻值如圖1中所示,正常情況下兩通孔之間為開路狀態(tài),故此4pcs所測通孔之間都存在漏電異常。

wKgZoWcxeV2AJScUAAkOZFBsf3c080.png

圖1.失效復(fù)現(xiàn)4pcs相鄰?fù)组g電阻測量照片

2.外觀檢查

對漏電通孔表面進行光學(xué)檢查,漏電通孔正、反表面銅箔及綠油完好,未見明顯異?,F(xiàn)象,如圖2所示。

wKgaoWcxeWKARlKHAAkB9263mqk993.png

圖2.NG2漏電通孔正、反表面外觀典型照片

3.無損檢測

對通孔之間及周圍結(jié)構(gòu)進行透視觀察,結(jié)果如圖3所示,漏電通孔之間及周圍結(jié)構(gòu)未見明顯異常陰影。

wKgaoWcxeWWAPGUIAAQ4UjYZWqg538.png

圖3.NG2漏電通孔及周圍結(jié)構(gòu)透視典型觀察照片

4.熱點定位

為了精確鎖定漏電位置,選取漏電電阻較小的2pcs(NG-2#、NG-3#)進行熱點定位,結(jié)果如圖4所示。

2pcs漏電通孔之間都發(fā)現(xiàn)異常熱點現(xiàn)象,即漏電位置。

wKgaoWcxeWmATPv0AAqwg6r0Pnc259.png

圖4.熱點定位典型照片

5.剖面分析

如圖5所示,NG-2#切片后結(jié)果顯示:

①漏電通孔之間發(fā)現(xiàn)CAF(導(dǎo)電陽極絲)現(xiàn)象;

②兩通孔存在明顯芯吸現(xiàn)象,芯吸尺寸為38.1μm,滿足標(biāo)準IPC A-600J-2016 印制板的驗收條件要求;

③孔壁之間距離為238μm,滿足標(biāo)準IPC-2221B-2012印制板通用設(shè)計標(biāo)準要求。

如圖6所示,NG-3#切片后,漏電通孔之間同樣發(fā)現(xiàn)CAF現(xiàn)象。

以上結(jié)果可知,通孔之間漏電主要因PCB內(nèi)層產(chǎn)生CAF現(xiàn)象。CAF的產(chǎn)生主要與PCB板材質(zhì)量及鉆孔工藝有關(guān)。

wKgZoWcxeW6AHX-6AAnVk-e4gbg230.png

wKgZoWcxeXKADaOnAApEKDEluDI025.png

圖5.NG-2#漏電通孔之間切片后截面SEM形貌及EDS分析結(jié)果

wKgaoWcxeX2ALc4uAALjyD3vge4240.png

wKgZoWcxeYOAJ3ZdAA8458NeW-o314.png

圖6.NG-3#漏電通孔之間切片后截面SEM形貌及EDS分析結(jié)果

6.分析

CAF生長具備的條件

1.存在電勢差;2.樹脂和玻纖存在間隙;3.濕氣;4.存在金屬離子。

影響CAF生長的因素

①PCB基材:各種材料由于吸水性或疏密性差異導(dǎo)致其耐CAF生長能力不同;

②PCB制程特別是制孔工藝,不良的制孔工藝形成的質(zhì)量缺陷如玻纖縫隙、嚴重芯吸等均會加劇CAF的形成;

PCB設(shè)計:層間絕緣層厚度、孔間距等多個設(shè)計因素決定了離子遷移距離,均對CAF失效具有直接的影響;

④電勢梯度:電勢梯度越高,CAF形成和生長越快;

⑤環(huán)境:濕熱環(huán)境為電化學(xué)腐蝕提供反應(yīng)媒介。

7.總結(jié)與建議

總結(jié):PCBA通孔間漏電的原因為孔間發(fā)生了CAF現(xiàn)象。CAF的產(chǎn)生主要與PCB板材耐CAF能力較差及PCB鉆孔工藝不良有關(guān)。

建議:1.對PCB來料進行耐CAF試驗評估;

2.定期更換PCB鉆孔刀頭,合理調(diào)節(jié)鉆孔參數(shù),提高鉆孔質(zhì)量。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標(biāo)題:CAF效應(yīng):PCBA漏電的真相原來在這里!

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