Technologie PCB - Causes possibles de la formation de micro - circuits PCB

Les produits de la société PCB existent [phénomène de micro - court - circuit apparaissant dans la couche interne de la carte]. Après enquête, il a été constaté que c'était CAF (Conductive anode filament), connu en chinois comme "Conductive anode filament" ou "anodisé fibre de verre filament fuite phénomène". Mais en traduction littérale, peu de gens peuvent comprendre ce que sont ces choses, non? Le caf est en fait un phénomène de micro - court - circuit dans la couche interne de la carte ou dans le revêtement vert de soudure.

Parce que cette question a hanté l'esprit de Shenzhen redreed Jie, au fil du temps, certains cours de fabrication de PCB ont été ajoutés, et après en avoir discuté avec plus de fabricants de PCB, ils ont résumé quelques informations sur CAF. Je mets mon expérience ici pour votre référence.

Le principe de formation des CAF

Voir la figure ci - dessus pour illustrer le processus de formation des FAC. CAF fait référence à une tension continue appliquée sur une carte de circuit imprimé et placée dans un environnement à forte humidité. Fil), trou à trou ou trou à fil, le cuivre métallique dans l'anode à haut potentiel sera d'abord oxydé en ions Cu + ou Cu + + et suivra les filaments de fibre de verre des mauvais canaux existants. Le faisceau d'électrons migre et se développe lentement vers la cathode, et les électrons de la cathode se déplacent également vers l'anode. Au cours de leur voyage, les ions cuivre rencontrent des électrons qui sont réduits en cuivre métallique et diffusent progressivement de l'anode à la cathode pour former un film de cuivre, d'où le nom de « migration du cuivre».

Beaucoup de gens rencontrent la CAF pour la première fois et sont toujours gênés par son comportement répétitif, car une fois que la CAF a terminé son chemin de conduction, elle est brûlée thermiquement par des joules de haute résistance de temps en temps, donc séparée avec un compteur électrique.lors de la mesure de la CAF, vous trouverez des phénomènes de ondulation et de fluctuation, et les mesures dérivent toujours. Les scènes CAF se répètent au même endroit avant que certaines conditions ne disparaissent.

En résumé, pour qu'un défaut CAF se forme, les cinq conditions de défaillance suivantes doivent être remplies simultanément. C’est - à - dire qu’il doit y avoir un moment et un lieu infaillibles pour produire la CAF. Les accidents ne sont donc pas accidentels, mais formés par une série d'erreurs. Page sur:

1. Vapeur d'eau (inévitable dans l'environnement atmosphérique)

2. électrolyte (semble difficile à enlever)

3. Exposition au cuivre (la Feuille de cuivre est utilisée comme substrat dans la carte, elle ne peut donc pas être évitée)

4. Tension de polarisation (la conception du circuit est inévitable et ne peut donc pas être évitée)

5. Canal (il semble que ce paramètre ne peut être amélioré que)

Les ions métalliques, sous l'effet d'un champ électrique, subissent une réaction de migration électrochimique (ECM, electrochemical migration) dans un milieu non métallique, créant ainsi un canal conducteur entre l'anode et la cathode du circuit, provoquant un court - circuit du circuit.

Anode: Cu - Cu2 + + 2eâ (cuivre dissous dans l'anode)

Peroxyde d'hydrogène - H + + Oh -

Cathode: 2h + + 2e - H2

Cu2 + + 2OH - - Cu (OH) 2

Cu (OH) 2 - Cuo + H2O

Cuo + H2O - Cu (OH) 2 - Cu2 + + 2OH - -

Cu2 + + 2e - - Cu (cuivre déposé cathodiquement)

On considère généralement que la migration ionique se fait en deux étapes: dans un premier temps, la résine et le renfort sont hydrolysés chimiquement par l'agent de couplage Silane du renfort sous l'effet de l'humidité, c'est - à - dire formés sur résine époxy / renfort le long du renfort; le trajet de fuite du caf est à ce stade une réaction réversible; Dans un deuxième temps, sous l'effet d'une tension ou d'une polarisation, le sel de cuivre réagit électrochimiquement en déposant des canaux conducteurs entre les motifs du circuit, provoquant un court - circuit entre les circuits. Cette phase est une réaction irréversible.

Comment pouvons - nous prévenir ou combattre l’apparition de caf?

Pour résoudre ou prévenir l'apparition de la CAF, vous pouvez en fait commencer par les cinq conditions nécessaires ci - dessus. Tant que l'une de ces conditions est éliminée, elle peut être empêchée de se produire.

1. Améliorer la capacité anti - CAF du matériau de la carte

Le choix du matériau de la carte est en fait très important pour empêcher les CAF de se produire, mais souvent vous obtenez ce que vous payez. En règle générale, les substrats avec une capacité élevée de protection CAF nécessitent une commande spéciale. En bas se trouve l'utilisation d'un substrat de carte de circuit imprimé pour empêcher les CAF. Recommandations:

Réduit la teneur en ions impuretés dans le matériau.

Le tissu de fibre de verre est bien imprégné de résine et adhère bien.

Lors de la fabrication d'un substrat PCB, plusieurs faisceaux de fibres de verre sont tissés en un seul morceau de tissu, qui est ensuite introduit dans un réservoir de résine pour tremper, puis le tissu de fibres de verre imbibé de résine est progressivement tiré ou retiré dans le but de permettre à la résine de remplir le faisceau de fibres de verre. Dans l'intervalle, si les paramètres de cette phase ne sont pas bien fixés, Des interstices sont facilement formés dans le faisceau de fibres de verre, de sorte que le caf dispose d'un interstice exploitable.

Utilisez une résine peu hygroscopique. Related Reading article: Introduction à la structure et aux fonctions de la carte PCB

2. La conception de la disposition de PCB évite la tension de polarisation et l'espacement des trous

Les Vias de la carte, la taille et la position du circuit et la conception de la structure empilée peuvent également avoir un impact absolu sur la CAF, car presque toutes les exigences découlent de la conception. À mesure que les produits deviennent plus petits, les cartes deviennent de plus en plus denses, mais les capacités de traitement des PCB ont également leurs limites. La probabilité d'occurrence d'un caf est également de plus en plus élevée lorsque la distance entre les lignes voisines à tension de polarisation continue (tension de polarisation) est faible, sensiblement plus la tension de polarisation est élevée ou plus la distance est faible, plus la probabilité d'un caf est élevée.

Sur la base des informations actuellement fournies par les fabricants de cartes, voici les valeurs de conception de taille de PCB recommandées par la plupart des fabricants de cartes pour la protection CAF:

Distance du trou au bord du trou (min): 0,4 mm

Distance du trou à la ligne (min) (perçage au métal): 12 mil (0,3 mm)

Recommandation d'ouverture: 0,3 mm

De plus, d'après l'expérience pratique, on constate que les lacunes du caf suivent presque toutes le même faisceau de fibres de verre, ce qui contribuera à abaisser le caf si la disposition des Vias ou des plots peut être disposée à un angle de 45 degrés. Incidence.

CAF améliorer la conception des mesures. D'après l'expérience pratique, il a été constaté que les lacunes des CAF sont presque toutes le long du même faisceau de fibres de verre, de sorte que si la disposition des Vias ou des plots peut être à un angle de 45 degrés, cela contribuera à réduire l'incidence des CAF.

3. Contrôle de carottage pendant la fabrication de PCB

Les PCB génèrent des températures élevées lors du forage mécanique ou de la combustion laser, qui fondent et forment des scories au - delà du point TG de la résine. Ces scories adhéreront aux bords internes de cuivre et aux zones des parois des trous. Dans le patinage ultérieur, le contact est mauvais. Une opération de décontamination doit donc être effectuée avant le cuivrage. Divers résidus de colle se dilatent et se relâchent pour faciliter la pénétration en douceur et l'attaque occlusale subséquente de Mn + 7. Cependant, l'opération de décontamination peut également provoquer une certaine corrosion par morsure des trous traversants et peut entraîner une carottage (carottage). Certains fabricants de circuits imprimés, pour accélérer l'opération de peluchage, augmentent la température du bain de peluches, créant ainsi un agent de peluchage. Une Relaxation excessive de l'interface peut entraîner une migration ultérieure du cuivre.

IPC - a - 600 spécifie que les critères d'acceptation de wicking sont les suivants:

Classe 1, la pénétration du cuivre ne doit pas dépasser 125 µm (4291 mil)

Classe 2, la pénétration du cuivre ne doit pas dépasser 100 µm (3937 mil)

Catégorie 3, la pénétration du cuivre ne doit pas dépasser 80 µm (3,15 mils)

Contrôle de carottage pendant la fabrication de PCB

Seulement avec les progrès de la technologie, une pénétration de cuivre de 0,1 mm (100 µm) ne semble pas répondre à la demande réelle. Du trou de 0,4 mm au bord du trou, en déduisant la taille de la pénétration de cuivre, la distance n'est que de 0,4 - 0,1 - 0,1. = 0,2 mm. Selon les capacités de processus actuelles des fabricants de cartes, il devrait être possible de contrôler la pénétration du cuivre en dessous de 50 µm (2 Mil). En revanche, la distance trou à trou de la carte de circuit imprimé system factory Layout a également été réduite à 100 µm (4 Mil), ce qui constitue vraiment un test énorme pour la prévention et le contrôle des FAC.

De plus, lors du perçage mécanique d'un PCB, si l'avance est trop rapide ou si la fraise dépasse la durée de vie utile, il est facile de déchirer la fibre de verre et de créer des espaces en raison de la force extérieure de la fraise.

4. Imperméable à l'eau et à l'humidité pendant le traitement de PCB

Dans les opérations d'assemblage de PCB, l'impression de pâte à souder, la connexion de pièces, le retour à haute température, etc. peuvent laisser des contaminants sur la carte. Ces contaminants peuvent inclure de la soudure, de la colle, de la poussière et de la condensation. Cette substance facilement électrolysable peut provoquer une migration électrochimique. Un agent d'étanchéité peut être utilisé pour sceller les jonctions qui peuvent créer des vides et former des CAF pour empêcher la pénétration de l'humidité.