2002-08-06Anti-CAF技術(shù)資料匯整

/CAF相關(guān)資料CAF相關(guān)資料文獻規(guī)範溫／濕度條件外加電歷時間JIS—Z－319７TeｓｔingMethｏdfoｒReｓinＴype、Ｓoldｅring、Flｕx40℃90～９5%RHDC1０0VＯffＬiｎeTesｔ96hｒJＩS－Ｚ-3284Soｌderｐasｔe（MｉgｒaｔioｎTeｓｔ)4０℃9０~95%RH８5℃8５~90%RHDC5０VOnＬineTeｓt1000ｈrSoldeｒｐaste（InsuｌatｉｏｎＲesistanceＴｅsｔ）４0℃90~95％RＨ85℃85~90％RHDＣ100VOnＬinｅTesｔ168hｒIPＣ－TＭ-6５0（2。６.3）ＭoistureandSurfａcｅ、ＩnsulaｔｉｏｎResistance、Fｌuxｅs８５±2℃85％±2RHDC45～5０ＶOnLineTest９6～168ｈr35℃85~9３％ＲHDC10０ＶOnLineTest96hr５0℃85～93%RＨDC100ＶOnＬineTest168ｈrＭＩL-F—1４256Flux、Sｏｌdeｒiｎｇ、ReｓinＢase85℃85%RHDC５0ＶOnLineTest96＆１6８hrANＳI-J—STD-0０4RequirｅmentsfoｒSoldering、Fｌｕxes85℃85％RHDＣ５0VOnLineＴest168ｈr二、國內(nèi)外各廠商要求標準：廠商樣品規(guī)格測試條件絕緣組抗（Ω)文獻依據(jù)板厚(mm）孔徑（mｍ）孔距（ｍm）臺光電0。80．90.35０.50.3DC50V/85℃/85％RＨ9６～１６8ｈr>1.0Ｅ+07IＰＣ－TＭ－650臺燿0．7０。350.40.3DC5０V/85℃／８5%RH>1０00hr>1．0E+07ＪIS－Z－3２84SUMＩTOＭ(日)—0。40．5DC５0V/6０℃/９0％RＨ２40-1000hｒ＞1．０Ｅ+07ＪＩS-Z-3284ＭＥW（日）０．8０。4-DC100V/110℃/8５%ＲH１０0hr＞１。0E+07JIS－Ｚ-3２84臺玻1。6、1.0０．8、0.20．40。5DC5０V／8５℃/85%RH〉10０0ｈr〉１。０E+０7JIS-Z－3284SＯＮY1.00.3０。450．3DＣ5０V/８５℃/85％ＲＨ〉24０ｈｒ>1。０Ｅ+0９MIL-F—142５6HIＴＡCＨI1.00。35０。５ＤC100V/８5℃/85％RH〉１0０0hr≧１0E+08JIS－Z-3２８4ＴO(shè)SHＩBA1。00.３50．5DC100V/85℃/85%ＲH>１0０0hr≧10E+０8JIS-Z-３28４鼎新1．00.3０。450．3DC50V/85℃/８５％RH２Cｙclｅ（JVC）＞24０hｒ>1.０E+０7AＮSＩ-STD-004三、測試Pａt(yī)teｒ與Conｄitioｎ條件:ＴＵCTest１NanYaTeｓt1JapaｎPCBTest1JａpａnPＣBTesｔ2JapanPCBTest3Pａt(yī)ｔｅrnＨｏlediameter(mm）０.70．70．４1。40。7TＨ—TＨＤiamｅter(mm)0。3５0.3、0.40.5、0。６0．3、0.4１。20．3、0。40。５、0.6Ｌays4LaysＤoｕblｅｓiｄe8LaｙsDoublesｉdeDouｂlesideCｏnditionTｅmperａt(yī)urｅ85℃85℃8５℃85℃12１℃Hｕmｉdity85%RH85％RH８5％ＲH85％RH—Ｐressｕｒe—-——２atmsAｐpliedＶｏltagｅDC50VＤＣ5０ＶDC50VDC50V—MｅaｓureVoltaｇｅDC100ＶDC500ＶDC1０0VDC100VDC50０VＴｅstfｒｅquencyＩnｃhaｍｂｅｒaｎdmeasｕｒｅmenｔＩRevery240hｒs（On—line）InchambｅrａｎdtaｋeouｔｍeasｕrementIＲevery２5０hrs（Off－lｉne)IncｈａmbｅrandmeaｓurementIRevery24hrｓ（On－lｉｎe)IｎchamｂｅranｄmeａsuremeｎtIReｖｅｒy2５0hrs(On-line)InpresｓurｅｃookｅrandtakeouｔmeasurementIRｅｖeｒy１0hrs(Ｏｆf—lin)Ｔotaltime2000hrs2０00hrｓ240hrs2000ｈrs5０hrsＪuｄgｍｅntｓtandarｄ〈107ΩNG<108ΩNG〈106ΩＮＧ〈107ΩＮG<1０８ΩNＧ四、加溫加濕電壓外加試驗之加速係數(shù)試算:試算式:L＝(2．77ｘ10-３xＶ—1.1xdxP—１1.9xeｘp(0。４76／(8．62x10—5xT））V=外加電壓P=相對濕度／1０0T=絕對溫度（ｔ＋２７3)Ｄ=每一ｃｙcle測試間隔(固定1min）No溫度（℃)濕度（%RH)外加電壓（V)L值倍數(shù)儲存時間換算18585ＤＣ501２９5．351１０00hr20００hr28585ＤＣ１0060４.300.474７0９40３4０７0DC24２6886６.６0２０7。523.7年４7。３９年44０6０ＤC241６834６3．２８1２９9.１148。４年296。7年55060DＣ2４9７４970.2９7５2。786年１72年64060DC5０7５0877．3６579．７６6．2年1３２。4年※其它儲存之溫度、濕度、外加電壓條件，可透過這一公式換算出儲存時間

五、PＣB高阻抗測試係統(tǒng)（AMＩ關(guān)連）簡介：簡介項目內(nèi)容備註一、遷移種類離子遷移方式，產(chǎn)生樹樹狀，遷移材料以銀、銅、鋅為主，遷移會產(chǎn)生絕緣不良、漏電情形發(fā)生在６5%ＲH以上高溫、DＣ高電壓二、離子遷移原理其原理為，濕度影響水份導(dǎo)致產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，使得陽極所產(chǎn)生的離子化金屬在電極間產(chǎn)生析出現(xiàn)象,而最終將導(dǎo)致電路短路三、離子遷移發(fā)生機制離子遷移係以水分為婐介的電化學(xué)反應(yīng)，其發(fā)生過程包括:Ａ、電極金屬溶解過程B、金屬離子移動過程C、金屬（氧化物)析出過程等Ｃ發(fā)生機率較高為不可逆反應(yīng)四、遷移發(fā)生條件離子遷移總是出現(xiàn)在溫濕度環(huán)境中所使用附加有直流電壓的印刷電路板電極間電壓、溫度、濕度、材料主因五、遷移發(fā)生型態(tài)A、技狀生長（Ｄｅndｒｉte）一般發(fā)生在基板表層的平行電極間,金屬會呈現(xiàn)樹枝狀析出狀態(tài)，我們稱此為枝狀生長B、CＡF(ConductｉvｅAｎodｉcFilamenｔ）在基板內(nèi)層中，主要在玻璃纖維與環(huán)氧樹脂的界面間，會出現(xiàn)由陽極所溶解析出的金屬離子,稱此為CAFB發(fā)生機率遠大於A六、遷移發(fā)生處所PCB所產(chǎn)生的離子遷移，以玻璃環(huán)氧樹脂PCB為例，就其發(fā)生處所加以分類整理如下:A、基板表面（PA-PA)：在表面電路類型Patｔern與Patｔerｎ之間,主要會產(chǎn)生枝狀生長，如表面有阻劑(綠漆）覆蓋時，將發(fā)生於基板與綠漆間判面處，有時會突破綠漆而伸出表面.原因可能是因為滲透的水份將金屬腐蝕膨脹,而使綠漆產(chǎn)生龜裂，導(dǎo)致離子遷移出現(xiàn)在外表層。Ｂ、基板內(nèi)層(TＨ－TＨ）：在內(nèi)層穿孔與穿孔之間，沿著接近陽極與陰極導(dǎo)體金屬的兩邊玻璃纖維發(fā)生CAF。原因可能是因為層與層間的接著不充分時,或基板製造時的殘留離子所產(chǎn)生影響所致.C、其他:1。以銀膠做為通孔(thrｏｕghhole)導(dǎo)體材料,紙石炭酸的銀通孔基板被大量使用，而銀比銅更容易發(fā)生離子遷移現(xiàn)象，因此會在內(nèi)層間產(chǎn)生銀的CAF問題。2。用於連接電子零件的焊鍚,因焊接處所或焊接線部分大致會露出，而產(chǎn)生鉛或鍚的枝狀生長問題Ｂ發(fā)生機率遠大於Ａ七、影響遷移原因A、金屬材料要因:電子零件的代表性使用導(dǎo)體金屬的離子遷移發(fā)生容易度排行如下：Ag>Cｕ>Pb＞Sn〉Ｚｎ>黃銅Ｂ、電場強度：金屬的溶解速度隨電場強度增強而變快(電場強度=電壓/電極間距離）Ｃ、溫度、濕度影響:欲加速離子遷移試驗時,一般在高溫、高濕下進行，具有催化加速離子遷移的發(fā)生,有報告指出銅的溶解速度與溫度有關(guān)D、Ｐh值影響：以銅為例子,當Ｐh4時的溶解速度為Ph7以上時的１0倍以上。因此當Pｈ值降的越低，離子發(fā)生的速度就越快E、離子影響:PCB上的離子遷移受各種離子殘留差異的影響,如在PＣB的製造環(huán)境中,有氯離子存在；零件實裝時所使用的助焊劑活性物質(zhì)，含氯或溴離子等，也會對離子遷移產(chǎn)生影響影響Ｐh值的物質(zhì)為周圍環(huán)境中不純物質(zhì)根據(jù)報告顯示，電子機器故障有１/3是因為ＰCB的腐蝕或離子遷移所引起近年來,離子遷移機率逐年增加，因為電子機器的小型化,超薄化、高機能化的要求，而ＰCＢ也必須朝向小型化、微細配線化發(fā)展。對PCB進行整體絕緣可靠度評估時，須對其構(gòu)成基板材料,助焊劑、焊鍚材料、離子性殘差、以及零件的影響等進行個別檢討，必須使其與電氣設(shè)計要求值相一致

六、基材板玻纖紗式漏電之探討：(資料來源：華通電腦股份有限公司－林定皓經(jīng)理演講稿）討論項目內(nèi)容備註一、漏電型式（A）CＡF（ＣｏnｄuctｉveAnodicFilａment):基材處於高溫高濕及外加直流電壓的環(huán)境中，當相類兩孔壁間玻璃紗與樹脂之介面處在此環(huán)境下,其中陽極端會出現(xiàn)銅的腐蝕而形成各種銅鹽,在外加電壓（10—100VDＣ)的驅(qū)使下,產(chǎn)生電化學(xué)性腐蝕,使銅鹽漸漸沿玻璃表面由陽極往陰極移動，而形成鹽類的沉積痕跡，進而出現(xiàn)漏電之不良現(xiàn)象，稱為”ＣAFGrｏｗth），簡稱為"CAF”(B）ECM(Electro－ChemｉｃａlMigraｔiｏn）：基材同樣在高溫高濕及外加電壓影響的環(huán)境下，板面導(dǎo)體間所形成的樹技狀漏電鹽類沉積物（Dendｒｉtes）而言,所出現(xiàn)可靠度（Reliａｂility)的絕緣故障（Failｕrｅ）（B）EMR(Electｒo-Migraｔion):是指在乾燥低濕情況下（〈１0%RH）,高溫中所發(fā)生的遷移漏電行為,與PCB之ECM或CAF並無關(guān)係(靜電效應(yīng)）（1）ＰCB基材中（A)、（B）型式都會發(fā)生，(Ａ)機率較大（２）(B）也會在紙質(zhì)板材中發(fā)生(3）（C)會出現(xiàn)在IＣ產(chǎn)品中二、PCB漏電形成方式（A）CAF：形成分為兩階段：階段一：是高溫高濕環(huán)境造成玻璃與樹脂的分離，及玻璃絲表面的矽烷耦合處理層（SilanｅＴreatｍeｎt）遭到水解而劣化(Dｅｇrａｄaｔｉoｎ)，出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。階段二：是指已出現(xiàn)了電化學(xué)腐蝕水解反應(yīng)，並形成了漏電性銅鹽副產(chǎn)物沉積路徑，到達無法回頭不可逆反應(yīng)（Un—ｒeveｒsibleReactiｏn）的階段，很困難進行補救（B）ＥCM:形成過程是陽極產(chǎn)生的金屬離子首先移向陰極,生長成樹技狀後反而再向陽極逐漸延伸，與ＣAF不太相同ＣAF階段一是可逆反應(yīng)(RｅversiblｅRｅacｔioｎ）,仍有機會採用烘烤方式進行補救復(fù)原三、解決CAF之重要性CAF常會在PＣＢ產(chǎn)業(yè)中出現(xiàn),對於FR系列的板材相鄰孔壁之玻璃絲與環(huán)氧樹脂介面間發(fā)生，其所形成之銅鹽類漏電途徑,將會對傳輸線造成訊號完整性(Signal—Ｉntｅｇrｉty)及雜訊等問題,為各種大背板（BlaｃkPａneｌ)、高層板(ＨighLayerCount）及高可靠度(HｉghRelｉａbiｌｉty)板類所重視。加上近年來PCＢ密集設(shè)計孔佈線的趨勢愈來愈盛行,使得板材之CAFGｒoｗtｈ問題也備受業(yè)界重視四、影響ＣAＦ之因子(A)樹脂聚合填加架橋硬化劑：Ｄicy(雙氰胺)因分子中含有強極性的胺基類（Ａminｅs)，已潛伏了電化遷移的誘因（Ｂ)含浸樹脂黏度：降低含浸樹脂的黏度，以改進玻璃纖的親膠性?；蛘咴谂渲刑罴犹厥獾奶砑觿┮詼p少CAFGrｏwｔh的發(fā)生機率(C)玻璃型式:長玻璃狀的玻纖布要比短玻璃狀的玻纖布類更容易發(fā)生ＣAFＧrowth(D）基材吸水性：容易吸濕的材料其黏著性也較差，因此CAＦGｒoｗth發(fā)生的機會也較大(Ｅ）CCＬ製程參數(shù)Ｔreａt(yī)eｒ之風溫、油溫、機速等設(shè)定會影響膠片Ｗetｔiｎｇ條件，及Ｐｒess之壓合條件，對基板材料附著特性等因素，都是導(dǎo)致CAFGrｏwth之因子（F）PCB製程參數(shù)：蝕刻條件、鑽孔條件、Deｓmeaｒ、PTH、鍍銅條件等，也都會導(dǎo)致CAFＧｒowth出現(xiàn)詳見附表一ＨiｇhＴｇ基材耐熱性佳，但並非是主要因子，是次要因子五、CAF之改善對策(Ａ）增加玻纖與樹脂之間的結(jié)合力：增強ＳilantTreatment的處理層之功能與品質(zhì)（B）改進硬化劑配方:改善硬化劑之配方,以減少吸水性與極性，並加強與補強材料的結(jié)合力（C）CCL製程條件加強管制;對基材內(nèi)部之緊密性，及樹脂與玻纖之間的結(jié)合力優(yōu)劣，與ＣCL製程撐控,有密不可分的影響(D)ＰCB之製程條件加強管制：對長期可靠度所要求的高階板類，其PＣＢ之生產(chǎn)條件還要加強管理,避免造成良好基材的意外劣化（A）為G／F製程部份(Ｂ)為化學(xué)廠商製程部份

附表一影響影響CAF之因子樹脂配方(ResinCompose)1.樹脂純度(ResinPure)2.化學(xué)品(Chemical)(a)樹脂排列結(jié)構(gòu)不整齊(b)含溴、氯離子成份(c)填加劑(增加親水性)(a)DICY(雙氰胺類)(b)Couplingagent與Resin相容差(c)催化劑使用不當，反應(yīng)不完全玻璃布(Fabrics)1.含浸性(Wettability)2.耐熱性(ThermalResistance)(a)Filamentopen(b)Glassyarntwist(c)Glassclothcrosswebtension(a)Silaneofchoices(b)Silaneonglassforcoatingeven(c)Silanean