离子迁移(ECM/SIR/CAF)是电子电路板(PCB)中常见的失效模式,尤其在高电压、高温和湿度条件下更为突出。这些现象与电子组件的可靠性和寿命紧密相关。电解质介电击穿(ECM - Electrochemical Migration):要因分析:ECM 主要是由于电路板上的电解质(如残留水分、污染物质或潮湿环境中的离子)在电场作用下引发金属离子的氧化还原反应和迁移,导致短路或漏电流增加。解决方案:设计阶段:采用***材料,如具有低吸湿性及良好耐离子迁移性的阻焊剂和基材(如FR-4改良型或其他高级复合材料);优化布线设计,减少高电压梯度区域。工艺控制:严格清洁流程以减少污染,采用合适的涂层保护措施,提高SMT贴片工艺水平以防止锡膏等残留物成为离子源。环境条件:产品储存、运输和使用过程中需遵循防潮密封标准,确保封装完整。离子迁移的表现可以通过表面绝缘电阻(SIR)测试电阻值显现出来。东莞PCB绝缘电阻测试咨询
广州维柯多通道SIR-CAF实时离子迁移监测系统——GWHR256-(2000/5000),测试电压高达2000V/5000V可选精度高:1x106-1x109Ω≤±2%;取值速度快:20ms/所有通道;限流电阻:每个通道设有1MΩ限流电阻,保护金属丝晶体做失效分析;配置灵活:模块化设计,可选择16模块*N(1≤N≤16);16通道/模块;测试配置灵活:每块模块可设置不同的测试电压,可同时完成多工况测试;授权手机APP可以远程进行相关管理、操作,查看样品监测数据;操作方便:充分考虑实验室应用场景,方便工程师实施工作;数据可曲线显示;配不间断电源UPS;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;东莞PCB绝缘电阻测试咨询测试配置灵活:每块模块可设置不同的测试电压,可同时完成多工况测试。
J-STD-004B要求使用65°C,相对湿度为88.5%的箱体,并且按照方法来制备测试样板。表面绝缘电阻要稳定96小时以后进行测试。然后施加低电压进行500小时的测试。测试结束时,在相同的电压下再次测试表面绝缘电阻。除了满足绝缘电阻值少于10倍的衰减之外,还需要观察样板是否有晶枝生长和腐蚀现象。这个测试结果可以定义助焊剂等级是L、M还是H,电化学迁移(ECM)IPC-TM-650方法用来评估表面电化学迁移的倾向性。助焊剂会涂敷在下图1所示的标准测试板上。标准测试板是交错梳状设计,并模拟微电子学**小电气间隙要求。然后按照助焊剂不同类型的要求进行加热。为了能通过测试,高活性的助焊剂在测试前需要被清洗掉。清洗不要在密闭的空间进行。随后带有助焊剂残留的样板放置在潮湿的箱体内,以促进梳状线路之间枝晶的生长。分别测试实验开始和结束时的不同模块线路的绝缘电阻值。第二次和***次测量值衰减低于10倍时,测试结果视为通过。也就是说,通常测试阻值为10XΩ,X值必须保持不变。这个方法概括了几种不同的助焊剂和工艺测试条件。
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。类型1-500V,通道数16-256/128/64/32(通道可选),测试速度快: 20ms/所有通道。
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。CAF形成过程:1、常规FR4P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。系统标配≥256通道,可分为16组测试单元,同时测试16种不同样品。东莞PCB绝缘电阻测试咨询
离子污染导致异常的离子迁移,终导致产品失效,常见的是PCB板的腐蚀、短路等。东莞PCB绝缘电阻测试咨询
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