關(guān)于PCB CAF知識(shí)及問題指南
導(dǎo)電陽(yáng)極絲（CAF）故障是電子行業(yè)中普遍和日益受到關(guān)注的問題。它有可能成為災(zāi)難性的故障模式，在印刷電路板（PCB）中可以形成含有銅的導(dǎo)電鹽。這是一種電化學(xué)遷移，沿著從陽(yáng)極到陰極子表面的環(huán)氧樹脂或玻璃界面生長(zhǎng)。電化學(xué)遷移是導(dǎo)電金屬絲在電介質(zhì)材料上生長(zhǎng)的過程。
什么是導(dǎo)電陽(yáng)極長(zhǎng)絲形成？
CAF的形成是CAF增長(zhǎng)過程的術(shù)語(yǔ)。 CAF的形成被描述為一個(gè)兩步過程：
首先，樹脂玻璃界面退化，這被認(rèn)為是可逆的。
第二階段，電化學(xué)遷移，是不可逆的。
CAF故障是指CAF形成導(dǎo)致的電氣故障。當(dāng)CAF從陽(yáng)極生長(zhǎng)到陰極時(shí)發(fā)生故障。
為了形成CAF，您需要提供以下幾件事情：
電荷載體，可以形成電化學(xué)電池。
由于潮濕和水分積聚而產(chǎn)生的水，并且溶解離子物質(zhì)，從而使它們保持其流動(dòng)的離子狀態(tài)。
導(dǎo)體附近的酸性環(huán)境可以在陽(yáng)極處進(jìn)行腐蝕。
電壓偏置是驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的力量。
離子從陽(yáng)極移動(dòng)到陰極時(shí)所采取的途徑。
據(jù)信許多其他因素會(huì)加速形成過程，包括高溫，高濕度，反復(fù)熱循環(huán)，陽(yáng)極和陰極之間的高電壓梯度，一些助焊劑成分等等。其他問題，例如組件故障和超過最高工作溫度也可能導(dǎo)致CAF相關(guān)故障。
CAF的歷史透視
1976年貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員首先確定了CAF。第一項(xiàng)研究涉及使用FR-4細(xì)線柔性印刷電路對(duì)UV固化樹脂的不同涂層進(jìn)行測(cè)試。還研究了其他防止故障的變量，包括玻璃增強(qiáng)層的數(shù)量，覆蓋層和環(huán)氧面涂層的厚度。研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以在對(duì)數(shù)正態(tài)分布圖上對(duì)時(shí)間進(jìn)行建模，并將溫度，濕度和偏差確定為加速該過程的因素。他們還描述了四個(gè)基板相關(guān)的故障。
1979年，研究人員首先使用術(shù)語(yǔ)CAF來指代這些失敗。首先使用它的論文主要關(guān)注材料和導(dǎo)體方向如何與CAF形成有關(guān)。同一年也推出了兩階段模式。對(duì)CAF的調(diào)查一直持續(xù)至今，研究人員正在測(cè)試濕度，溫度，偏差，材料，導(dǎo)體方向和其他因素如何影響其形成。
這項(xiàng)研究大部分集中在傳統(tǒng)的層壓板上，如FR-4，G-10，BT和MC-2。然而，最近，一些公司已經(jīng)應(yīng)用了更新的材料，即通常具有改進(jìn)的熱性能的抗CAF或無鹵層壓材料。
近年來，由于制造商生產(chǎn)電路密度較高的較小PCB，因此學(xué)習(xí)如何防止CAF故障已成為一個(gè)更為迫切的問題。現(xiàn)在，電路板在可靠性至關(guān)重要的惡劣環(huán)境和條件下也可以看到更多的應(yīng)用。此外，無鉛焊接的使用和材料選擇的增加促進(jìn)了該主題的興趣。
盡管我們現(xiàn)在比1976年之前更了解CAF，但研究仍在繼續(xù)。隨著技術(shù)的提高，我們會(huì)更多地了解CAF為何發(fā)生，如何識(shí)別以及如何預(yù)防CAF。
如何避免CAF失敗
您可以采取許多不同的措施來降低CAF故障的風(fēng)險(xiǎn)。目前正在研究如何避免這個(gè)問題，但避免使CAF形成的條件將有助于防止這種情況發(fā)生。以下是需要考慮的一些因素：
濕度和濕度
由于需要電解液，含水量越高，CAF失效的幾率就越大。濕度增加會(huì)導(dǎo)致更高的含水量，從而降低CAF的性能。
導(dǎo)致酸污染的過程
在制造過程中使用的過程會(huì)引入酸污染，這增加了CAF形成的可能性。在電鍍過程中使用一些助焊劑和引入酸渣是這方面的例子。
偏壓和電壓
由于偏壓是驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的力量，因此高壓偏壓將顯著降低CAF形成的可能性。較高的電壓也會(huì)降低CAF的性能。
預(yù)先存在的缺陷
預(yù)先存在的缺陷，例如壓裂，空隙，芯吸，污染和配準(zhǔn)不良也可能為有問題的細(xì)絲創(chuàng)造通路。鉆孔時(shí)需要小心，以免損壞電路板。這種損傷可以通過造成裂縫，芯吸和其他缺陷而產(chǎn)生這些途徑。
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