PCB/PCBA绝缘失效失效机理绝缘电阻是表征PCB绝缘性能的一个简单而且容易测量的指标,绝缘失效是指绝缘电阻减小。一般,影响绝缘电阻的因素有温度、湿度、电场强度以及样品处理等。绝缘失效通常可能发生在PCB表面或者内部,前者多见于电化学迁移(ECM)或化学腐蚀,后者则多见于导电阳极丝(CAF)。1、电化学迁移(ECM)电化学迁移是在直流电压的影响下发生的离子运动。在潮湿条件下,金属离子会在阳极形成,并向阴极迁移(见图6.1),形成枝晶。当枝晶连接两种导体时,便造成了短路,而且枝晶会因电流骤增而发生熔断。1、电化学迁移(ECM)电化学迁移是在直流电压的影响下发生的离子运动。在潮湿条件下,金属离子会在阳极形成,并向阴极迁移(见图6.1),形成枝晶。当枝晶连接两种导体时,便造成了短路,而且枝晶会因电流骤增而发生熔断。2、导电阳极丝(CAF)目前公认的CAF成因是铜离子的电化学迁移随着铜盐的沉积。在高温高湿条件下,PCB内部的树脂和玻纤之间的附力劣化,促成玻纤表面的硅烷偶联剂产生水解,树脂和玻纤分离并形成可供离子迁移的通道。摒弃老的设备系统集成观念!广西制造电阻测试供应商
CAF形成过程:1、常规FR4 P片是由玻璃丝编辑成玻璃布,然后涂环氧树脂半固化后制成;2、树脂与玻纤之间的附著力不足,或含浸时亲胶性不良,两者之间容易出现间隙;3、钻孔等机械加工过程中,由于切向拉力及纵向冲击力的作用对树脂的粘合力进一步破坏;4、距离较近的两孔若电势不同,则正极部分铜离子在电压驱动下逐渐向负极迁移。CAF产生的原因:1、原料问题1) 树脂身纯度不良,如杂质太多而招致附著力不佳 ;2) 玻纤束之表面有问题,如耦合性不佳,亲胶性不良 ;3) 树脂之硬化剂不良,容易吸水 ;4) 胶片含浸中行进速度太快;常使得玻纤束中应有的胶量尚未全数充实填饱 造成气泡残存。广西制造电阻测试供应商PCB/PCBA绝缘失效分析导通电阻测试系统。
(1)电阻表面枝晶状迁移物证明焊料中的Sn,Pb金属元素发生电化学迁移导致枝晶的生长,连通电阻两极,导致电阻短路失效;(2)离子色谱结果表明SnPb焊料中的助焊剂中存在较高的氯离子,加速了电阻表面发生焊料的电化学迁移;(3)离子电化学迁移失效复现实验验证了在氯离子、电场和潮气作用下,电阻端电极金属材料发生阳极溶解,产生了金属离子,故而在电阻表面发生电化学迁移。(4)为了避免此类失效问题,建议在实际生产中从抑制阳极溶解过程、抑制迁移的过程和抑制阴极沉淀过程做出防护措施,改善产品质量。
随着电子产品的高密度化及电子制造的无铅化,PCB及PCBA产品的技术水平、质量要求也面临严峻的挑战,PCB的设计与生产加工及组装过程中需要更严格的工艺与原材料的控制。目前由于尚处于技术和工艺的转型期,客户对PCB制程及组装的认识尚有较大差异,于是类似漏电、开路(线路、孔)、焊接不良、爆板分层之类的失效常常发生,常引起供应商与用户间的质量责任纠纷,为此导致了严重的经济损失。通过对PCB及PCBA的失效现象进行失效分析,通过一系列分析验证,找出失效原因,挖掘失效机理,对提高产品质量,改进生产工艺,仲裁失效事故有重要意义。每个板卡一个**测试电源,可适应多批量测试条件。
可靠性试验中,有一项,叫做高加速应力试验(简称HAST),主要是在测试IC封装体对温湿度的抵抗能力,藉以确保产品可靠性。这项试验方式是需透过外接电源供应器,将DC电压源送入高压锅炉机台设备内,再连接到待测IC插座(Socket)与测试版(HASTboard),进行待测IC的测试。然而这项试验,看似简单,但在宜特20多年的可靠性验证经验中,却发现客户都会遇到一些难题需要克服。特别是芯片应用日益复杂,精密度不断提升,芯片采取如球栅数组封装(Ball Grid Array,简称BGA)和芯片尺寸构装(Chip Scale package,简称CSP)封装比例越来越高,且锡球间距也越来越小,在执行HAST时,非常容易有电化学迁移(简称ECM)现象的产生,造成芯片于可靠性实验过程中发生电源短路异常。相对的电极还原成本来的金属并析出树枝状金属的现象(类似锡须,容易造成短路),这种现象称为离子迁移。广西制造电阻测试供应商
SIR表面绝缘电阻测试的目的之一:变更回流焊或波峰焊工艺。广西制造电阻测试供应商
CAF测试方法案例: 1、保持测试样品无污染,做好标记,用无污染手套移动样品。做好预先准备,防止短路和开路。清洁后连接导线,连接后再清洁。烘干,在105±2℃下烘烤6小时。进行预处理,在中立环境下,保持23±2℃和50±5%的相对湿度至少24h。2、在该测试方法中相对湿度的严格控制是关键性的。5%的相对湿度偏差会造成电阻量测结果有0.5到1.0decade的偏差。在有偏置电压加载的情况下,一旦水凝结在测试样品表面,有可能会造成表面树枝状晶体的失效。当某些烤箱的空气循环是从后到前的时候,也可能发现水分。凝结在冷凝器窗口上的水有可能形成非常细小的水滴**终掉落在样品表面上。这样可能造成树枝状晶体的生长。这样的情况必须被排除,确保能够得到有意义的测试结果。虽然环境试验箱被要求能够提供并记录温度为65±2℃或85±2℃、相对湿度为87+3/-2%RH的环境,其相对湿度的波动时间越短越好,不允许超过5分钟。广西制造电阻测试供应商
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