核心内容摘要
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导电阳极丝Conductive Anodic FilamentCAF它主要发生在印刷电路板PCB中是电化学迁移现象中的一个重要类别由于玻纤与树脂之间存在缝隙在湿热环境和电势差的作用下铜离子会沿着这些缝隙迁移并沉积形成导电路径。
这种现象会导致相邻导体之间的绝缘性能下降甚至可能引发短路从而对电子设备的可靠性造成严重影响。
CAF的发生条件与影响因素
CAF的发生条件电势差电势差的存在为离子的运动提供了动力。
树脂与玻纤的间隙这些间隙为离子的迁移提供了通道。
金属铜离子铜离子是CAF形成的关键物质基础。
湿气湿气为离子化提供了必要的环境媒介。
影响CAF生长的因素PCB板材吸水性强的板材更容易发生CAF。
钻孔工艺不良的钻孔工艺可能在玻纤和树脂间产生裂缝从而加剧CAF的形成。
PCB设计叠板结构、层间绝缘层厚度、孔间距等因素都会影响CAF的发生概率。
电势差电势差越大CAF的形成速度越快。
环境因素湿热环境为CAF的生长提供了有利条件。
应对策略
材料与工艺优化选择耐CAF板材在有CAF风险的情况下应优先选用耐CAF的板材如开纤布压制的板材并优化PCB叠板结构减少吸水性强的材料如7628的使用。
严格控制钻孔工艺合理控制钻刀速度和打磨次数避免在玻纤与树脂间产生过多裂缝。
PCB设计优化优化孔设计对于孔距小于14mil
35mm的通孔可以通过增大孔距或采用错位排列的方式降低CAF的风险。
错位排列可以增加CAF生长的路径长度从而降低其发生概率。
考虑玻璃纱方向纬向玻璃纱的树脂浸润性更好钻孔裂伤也更小因此其耐CAF性能优于经向玻璃纱。
环境控制与验证严格控制存储与运输环境确保半成品和成品在干燥、稳定的环境中储存和运输避免湿热环境对PCB的影响。
CAF验证对于无法调整孔距的通孔设计应进行CAF验证参照IPC或JIS标准确保其可靠性。
CAF测试标准与步骤
测试标准CAF测试的标准为IPC-TM-650-
2.
25。
测试步骤前处理使用有机溶剂清洗样板并对焊接处进行清洗。
将样品在105±2℃的环境下烘烤6小时。
将样品在23±2℃、50±5%RH的环境中保留24小时测试阻值。
湿热老化将样品放入恒温恒湿柜在85±2℃、873/-2%RH的环境下保留96小时若阻值下降1个数量级10倍则判定为fail。
加电压测试施加100V电压在85±2℃、873/-2%RH的环境下每24小时进行一次测试当阻值下降1个数量级10倍时判定为fail。
当超过50%的样品fail时测试停止。
测试完成500小时后共596小时测试可以完成。
根据实际情况测试时间可以增加到1000小时。
CAF测试实例静置条件85℃相对湿度85%RH不加偏压静置96小时后测试绝缘电阻R1。
加偏压测试85±2℃相对湿度83~88%RH施加50V DC偏压持续240小时。
电阻监控每1小时测试并记录数据R2测试电压为100V。
总结通过这些测试可以有效评估PCB在湿热环境下的CAF风险从而为产品设计和工艺优化提供数据支持。
导电阳极丝CAF是影响PCB可靠性的重要因素之一。