PCB耐离子迁移性影响因素综述.pdf

耐离子迁移性是印制电路板(PCB)绝缘可靠性评价的重要依据。在市场中，为了保证电子产品如手机、笔记本电脑和数码相机等的绝缘可靠性，印制电路板的耐离子迁移性受到了越来越多的关注。在PCB的设计中，由于线路更加密集，孔间距和线间距变得更为狭窄，因此，耐离子迁移性的研究与提升显得尤为关键。 研究指出，在高湿度的环境下，PCB在一定的电势梯度下会出现电化学腐蚀现象，进而引起离子迁移。这种迁移会在导电阳极与阴极之间形成沉积物，即导电阳极细丝(conductive anodic filament, CAF)。CAF是导致PCB故障的主要原因之一，因此，了解CAF的形成机理以及如何提高PCB耐离子迁移性成为当前PCB研发中的关键课题。 CAF的形成机理主要包括电化学腐蚀过程，具体而言，该过程可以分为两个步骤。首先是在玻璃纤维表面形成溶液介质的树脂基体-玻璃纤维界面的破坏和吸水过程。其次是阳极金属铜的电化学腐蚀过程，在一定电势梯度的作用下，铜离子会沿玻璃纤维表面向阴极发生迁移并沉积，最终形成CAF。这整个过程伴随着铜离子的生成、迁移、沉积和还原反应。 对CAF的研究揭示了影响PCB耐离子迁移性的多种因素，包括绝缘材料的种类、PCB的结构设计、加工方式以及贮存条件等。在材料种类方面，FR-4玻璃布板是目前电子工业中最为常用的PCB基材之一，其耐离子迁移性直接关系到PCB的整体可靠性。在结构设计方面，线路的布局、孔和线的间距等都会影响离子迁移的路径，进而影响CAF的形成。加工过程中的细节处理，如钻孔、电镀等，都会对PCB的耐离子迁移性产生影响。此外，存储条件，如温度和湿度，也对CAF的形成有着间接的影响。 文中提到的研究还建立了一些预测CAF形成的模型，并尝试通过这些模型对CAF的形成到电路故障发生的时间进行预测。这些模型通常会考虑电压和温度这两个关键参数，来计算CAF的平均故障时间(Mean Time To Failure, MTTF)。 目前，研究者们已经指出了当前PCB耐离子迁移性研究的不足之处，并提出了未来研究的方向。例如，目前需要更加精细化的模型来更准确地预测CAF的形成和故障时间，同时也需要开发出更加可靠的材料和加工工艺来提高PCB的耐离子迁移性。 针对PCB耐离子迁移性问题，提升耐离子迁移性的方法可能包括改善绝缘材料的选择、优化PCB结构设计、提高制造工艺的精确性以及改善PCB的储存环境等。通过这些方法，可以在源头上减少CAF的形成，从而提升PCB的绝缘可靠性。 为了更好地理解PCB耐离子迁移性的相关内容，硬件开发人员和工程师应该熟悉相关的材料学知识、电子元件特性以及电子工业标准。此外，对于电子产品的设计和生产，了解相关专业文献、技术标准和指南也至关重要，这可以为设计更加稳定、可靠的电路板提供理论支持和技术指导。