發布時間:2020-06-17
近年來,手機、筆記本等電子產品不斷向更輕薄、更便攜的方向發展,這使得印刷電路板(PCB)的設計線路更密集,孔間距、線間距更加狹小。為了保證產品的絕緣可靠性,PCB的耐離子遷移性越來越受到關注。
PCB在高濕環境和電勢梯度的存在下,發生離子遷移,形成導電陽極細絲,是導致PCB故障的重要原因之一。

圖為上海臻精IMV離子遷移測試系統
目前,電子工業中最常用的PCB基材是FR-4環氧玻璃布板。環氧玻璃板由環氧基體和多層經緯編織的玻璃纖維增韌材料復合制成。CAF是導電陽極和陰極之間發生離子遷移形成的沉積物,離子遷移主要沿著環氧基體與玻璃纖維之間的界面發生。離子遷移可以發生在PCB上與玻璃纖維接觸的兩個鄰近導體之間。離子遷移的路徑有4種:1.金屬化孔-金屬化孔,2.金屬化孔-電路,3.電路-金屬化孔,4.電路-電路。由于金屬化孔直接與玻璃纖維接觸,所以離子遷移最常發生于兩個金屬化孔之間。
PCB板的耐離子遷移性受到一系列因素的影響,既有PCB板的設計結構、材料的選擇等內部因素,也有加工過程、儲存環境和工作環境等外部因素。
1、基材材料的種類
不同種類的樹脂和增強材料具有不同的耐離子遷移能力。一般來說,吸水率低的材料,其耐離子遷移性也較強,但是材料的價格也許會更貴。
2、PCB的儲存和工作環境:
環境濕度是影響PCB耐離子遷移性的重要因素。在PCB的制造、儲存、運輸和工作過程中,都可能由于環境濕度高而發生吸水現象。研究人員在PCB的耐離子遷移性測試中發現,CAF的形成存在一個臨界相對濕度值,當環境濕度低于這一臨界值時,不會發生CAF的形成和增長。
溫度是影響離子遷移過程的另一個重要因素。溫度對PCB耐離子遷移性的影響在PCB的制造、加工、儲存、運輸和工作過程中都有體現。如PCB的制造包含了熱壓,焊接等高溫過程,導致PCB經歷“熱偏移”。由于環氧樹脂和玻璃纖維具有不同的熱膨脹率,這些“熱偏移”過程會導致二者的粘結界面被破壞。此外,溫度的升高還會加快陽極銅金屬的電化學腐蝕過程。在板材的吸水過程中,溫度升高會導致吸水速率變快。
3、PCB的制造加工過程:
助焊劑:PCB板的焊接中需要使用助焊劑,助焊劑由一系列無機和有機化合物組成。如松香、樹脂、含鹵化物的活性劑、添加劑和有機溶劑組成的松香樹脂系助焊劑。助焊劑的使用會對PCB的耐離子遷移性造成影響。這些助焊劑可能會有部分溶解于板材中,導致基體材料的吸水性增加,從而降低了PCB板材的耐離子遷移性。
玻璃纖維布的表面處理:在制備復合材料之前,需要對玻璃纖維布進行表面處理。硅烷偶聯劑被用于玻璃纖維的表面處理,在樹脂和玻璃纖維之間起連接作用。硅烷偶聯劑的選擇和預處理會影響環氧-玻璃纖維界面的粘結強度。在潮濕環境下,硅烷水解會導致粘結界面的剝離。
另外加工過程,如板材打孔、生產環境、清洗技術等,都會對板材的耐離子遷移性產生影響。
上海臻精IMV推出的HiP-1000/2000/3000高壓型離子遷移測試儀最大的特點是采用 1 個通道 、1 個電源 、 1 個測量電路方法和雙結構有主動保護電纜實現高壓應用。該機型盡管可以施加高電壓,但是可以限制低電壓,配備互鎖裝置,可防止因操作失誤而導致數據丟失。即使是1000V,也可擴展通道數達到256個。使用IMV開發的離子遷移測試儀,我們支持您所需的可靠性測試。
