Etusivu >
Blogi >
Uutiset > CAF-häiriö PCB: ssä: syyt, mekanismi ja ennaltaehkäisy
Johtavan anodisen langan (CAF) vikaantuminen on yksi haastavimmista PCB:n luotettavuusongelmista, koska se on piilevä, etenevä ja usein näkymätön. tavanomaisen tarkastuksen aikana.
Toisin kuin välittömät sähköviat, CAF kehittyy hitaasti tietyissä ympäristö- ja sähköolosuhteissa, mikä tekee siitä kriittisen ongelman korkean luotettavuuden sovelluksissa.
Tässä artikkelissa selitetään:
- Mikä CAF on
- Miten se muodostuu
- Miksi on vaikea havaita
- Miten PCB-valmistajat vähentävät CAF-riskiä
Mikä on CAF (Conductive Anodic Filament)?
CAF on kasvu metallinen johtava polku vierekkäisten kupariominaisuuksien välillä piirilevyn sisällä.
Se muodostaa tyypillisesti:
- Lasikuidun rajapintoja pitkin
- lähekkäin olevien johtimien välillä
- Sähköisen ennakkoasennon ja kosteusaltistuksen alaisena
Kun CAF on muodostunut, se voi luoda oikosulkuja tai vuotoreittejä.
Miksi CAF on vakava luotettavuusriski?
CAF:n epäonnistumiset ovat vaarallisia, koska ne:
- Ilmestyy pitkään valmistuksen jälkeen
- Aiheuttaa ajoittaisia tai äkillisiä sähköisiä oikosulkuja.
- Niitä on vaikea jäljentää laboratorio-olosuhteissa
Monet kenttähäiriöt johtuivat siitä, että CAF läpäisi kaikki alkuperäiset sähkötestit.
Aiheeseen liittyvä yleiskatsaus:
Yleiset PCB-viat selitetty
CAF:n muodostamisen edellytykset
CAF ei esiinny satunnaisesti. Useiden olosuhteiden on oltava läsnä samanaikaisesti.
Kosteuden läsnäolo
Kosteus mahdollistaa ionien kulkeutumisen piirilevyn sisällä.
Lähteitä ovat mm:
- Korkean kosteuden ympäristöt
- Riittämätön materiaalin kuivaus
- Huonot PCB:n varastointiolosuhteet
Sähköinen bias
CAF-kasvu edellyttää jännitepotentiaalia johtimien välillä.
Korkeamman riskin skenaariot:
- Korkeajännitteiset mallit
- Jatkuva DC-varautuminen
- Kapea johdinväli
Altis materiaalirakenne
CAF leviää usein:
- Lasikuidun ja hartsin rajapintoja pitkin
- Hartsipulasta kärsivien alueiden kautta
- Lähellä porattuja reikiä tai läpivientejä
CAF-kasvumekanismi
CAF:n perustamisprosessi noudattaa yleensä seuraavia vaiheita:
- Kosteuden imeytyminen dielektriseen aineeseen
- Metalli-ionien liukeneminen anodilla
- Ionien siirtyminen kuitupolkuja pitkin
- Säikeiden kasvu kohti katodia
- Sähköinen oikosulku tai vuodon muodostuminen
Tämä prosessi kiihtyy lämpötila- ja kosteusrasituksessa.
CAF-riskiä lisäävät suunnittelutekijät
Suunnittelupäätökset vaikuttavat voimakkaasti CAF-alttiuteen.
Korkean riskin suunnittelukäytännöt
- Vähimmäisjohtimien etäisyys toisistaan
- Tiheät via-rakenteet
- Lasikuidulle altistuminen porauksessa
- Suuren kuvasuhteen läpiviennit
Suunnittelun luotettavuuslinkki:
PCB Quality & Reliability -suunnitteluohjeet
CAF:iin vaikuttavat valmistustekijät
H3: Porausvauriot
Mekaaninen poraaminen voi paljastaa lasikuituja, jolloin syntyy edullisia CAF-reittejä.
Prosessivertailu:
PCB-poraus vs. laserporaus
Riittämätön hartsitäyttö
Huono hartsin jakautuminen jättää tyhjät tilat, jotka sitovat kosteutta.
Materiaalin valinta
Kaikilla laminaattijärjestelmillä ei ole samanlaista CAF-kestävyyttä.
Korkean CAF-kestävyyden omaavilla materiaaleilla on tyypillisesti seuraavat ominaisuudet:
- Parannettu hartsikemia
- Parempi kuituhartsin tarttuvuus
- Vähentynyt ionisaastuminen
Miten CAF havaitaan
CAF on vaikea havaita tavanomaisella tarkastuksella.
Havaitsemismenetelmiin kuuluvat
- Erittäin nopeutettu stressitestaus (HAST)
- Eristysresistanssin (IR) testaus
- Poikkileikkausanalyysi vikaantumisen jälkeen
Yleiskatsaus testaukseen:
PCB-luotettavuuden testaus selitetty
CAF:n estäminen PCB-valmistuksessa
Materiaalin kelpoisuus
- CAF-kestävän laminaatin valinta
- Materiaalitoimittajan validointi
Suunnittelusääntöjen optimointi
- Suuremmat etäisyydet suurjänniteverkoille
- Ohjataan sijoittelun kautta
Prosessinvalvonnan parannukset
- Optimoidut porausparametrit
- Parempi desmear ja hartsin virtaus
- Puhdas tuotantoympäristö
TOPFASTin kaltaiset valmistajat sisällyttävät CAF-riskinarvioinnin sekä materiaalin valintaan että prosessin suunnitteluun.
CAF:n ja muiden vikamuotojen välinen suhde
CAF on usein rinnakkain seuraavien kanssa:
- Delaminaatio
- Via cracking
- Eristyksen hajoaminen
Aiheeseen liittyvä aihe:
PCB Delamination Syyt ja ehkäisy
Päätelmä
CAF:n epäonnistuminen on ajasta riippuvainen luotettavuuskysymys ympäristöolosuhteet, sähköinen jännite ja materiaalirakenne vaikuttavat.
Vaikka CAF-riskiä on vaikea eliminoida, sitä voidaan vähentää merkittävästi seuraavin keinoin:
- Oikea suunnitteluväli
- CAF-kestävät materiaalit
- Valvotut valmistusprosessit
CAF:n ymmärtäminen on välttämätöntä, kun suunnitellaan ja valmistetaan luotettavia piirilevyjä vaativiin sovelluksiin.
CAF epäonnistuminen PCB FAQ:ssa
Q: Voidaanko CAF havaita tavanomaisissa sähkötesteissä? V: Yleensä ei. CAF kehittyy ajan myötä.
Q: Onko CAF yleisempi korkeajännitteisissä piirilevyissä? V: Kyllä, sähköinen bias kiihdyttää CAF:n kasvua.
Q: Estääkö conformal coating CAF:n? V: Se auttaa, mutta ei poista riskiä kokonaan.
Q: Ovatko kaikki laminaattimateriaalit yhtä CAF-kestäviä? V: Ei, CAF-kestävyys vaihtelee merkittävästi materiaalijärjestelmittäin.
Q: Onko CAF-häiriö palautettavissa? V: Ei. Kun CAF on kerran muodostunut, sitä ei voi korjata.