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。广州维柯GWHR-256 产品优势:、接口友好:软件可定制,或开放数据接口,或接入实验室 LIMS 系统!江苏多功能电阻测试推荐货源
金属离子在阴极沉积过程在阴极区,阳极溶解生成的金属离子(主要为锡离子和铅离子)在电场的作用下,在电解液中迁移到阴极得到电子直接生成金属单质;或者与阴极生成的氢氧根离子相遇而生成氢氧化物的沉淀物,氢氧化物的沉淀物发生脱水分解为氧化物,氧化物继续还原为金属单质。伴随着枝晶的生长过程,阴极区还发生的反应为电解质中溶解氧气的还原反应及水的还原反应,反应方程式如下:Pb2++2e-→PbSn2++2e-→SnSn4++4e-→SnO2+2H2O+4e-→4OH-2H2O+2e-→H2+2OH-Pb2++2OH-→Pb(OH)2→PbO+H2OSn2++2OH-→Sn(OH)2→SnO+H2OSn4++4OH-→Sn(OH)4→SnO2+2H2O为建立可抑制电化学迁移中阴极还原沉积过程,可能的有效途径为可以在阴极表面添加不同的活性剂,使阴极沉积物由树枝状结构变为分散在阴极表面,由此可有效避免由树枝状枝晶的生长而造成的短路失效。广东多功能电阻测试前景测试评估绝缘电阻性能的综合解决方案。
何谓电化学迁移。金属离子在电场的作用下,电路的阳极和阴极之间会形成一个导电信道产生电解腐蚀(Electrolytic Corrosion。样式如树枝状结构生长,造成不同区域的金属互相连接,进而导致电路短路。ECM现象好发于电路板上。造成电化学迁移(ECM)比较大因素造成ECM形成的比较大因素为「电解质层形成」,电解质层的形成会产生自由离子进而增加导电率。而会加速电解质层形成的原因大多为湿度、温度、汗水、环境中的污染物、助焊剂化学物、板材材料、表面粗糙度…等因素,因此,如何预防电解质层形成极为重要。
(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。每个板卡一个**测试电源,可适应多批量测试条件。
焊点助焊剂(Flux)清洁与否,将影响ECM发生多寡IC芯片封装成BGA后,于植球时会使用助焊剂(Flux)确保两种不同的金属或合金连接顺利。宜特可靠性验证实验室就观察到,Flux工艺后,若没有进行清洁动作,不仅残留物将阻碍Underfill流动路径(图四),导致填充胶无法填满芯片底部,造成许多的气泡(延伸阅读:如何利用真空压力烤箱消灭UnderfillVoid),更会加剧ECM的发生。可靠性验证实验室,特别做了两项实验设计(DOE),实验条件套用HAST常见的温度:130°C/湿度:85%RH,使用助焊剂为坊间常见免清洗型助焊剂。***项DOE样品不做助焊剂清洁(Flux clean),第二项DOE样品做助焊剂清洁(Flux Clean),DOE结果可清楚看到,未做Flux Clean的样品,出现了ECM现象(图五(左)),而有做Flux Clean的样品,尽管同样出现ECM现象(图五(右)),但非常细微。维柯多通道导通电阻实时监控测试系统 GWLR256与冷热冲击试验箱配合使用,用于产品导通(低 阻)性能验证。江苏制造电阻测试有哪些
梳形电路“多指状”互相交错的密集线路图形,用板面清洁度、绿油绝缘性等,高电压测试的一种特殊线路图形。江苏多功能电阻测试推荐货源
可靠的电子组装产品必须能在不同的环境中经受住各种影响因素的考验,例如:热、机械、化学、电等因素。测试每一种考验因素对系统的影响,通常以加速老化的方式来测试。这也就是说,测试环境比起正常老化的环境是要极端得多的。此文中的研究对象主要是各种测试电化学可靠性的方法。IPC将电化学迁移定义为:在直流偏压的影响下,印刷线路板上的导电金属纤维丝的生长。这种生长可能发生在外部表面、内部界面或穿过大多数复合材料本体。增长的金属纤维丝是含有金属离子的溶液经过电沉积形成的。电沉积过程是从阳极溶解电离子,由电场运输重新沉积在阴极上。在电路与组装材料发生的反应过程中,随着时间的推移而逐渐形成这种失效。当金属纤维丝在线路板表面以下生长时,称为导电阳极丝或CAF,本文中不会讨论这种情况,但这也是一个热门话题。当电化学迁移发生在线路板的表面时,它会导致线路之间的金属枝晶状生长,比较好使用表面绝缘电阻(SIR)进行测试。江苏多功能电阻测试推荐货源
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