PCB板防CAF知识介绍.pptVIP

?第一部分：PCB板的CAF概述 ?第二部分：CAF产生机理和过程 ?第三部分：CAF形成的因素 目 录 ?第四部分：CAF对产品的影响 * 第一部分：CAF概述 n 概述： CAF，全称为导电性阳极丝(CAF：Conductive Anodic Filamentation)，指的是PCB内部铜离子从阳极（高电压）沿着玻纤丝间的微裂通道，向阴极（低电压）迁移过程中发生的铜与铜盐的漏电行为。当PCB/PCBA在高温高湿的环境下带电工作时，两绝缘导体间可能会产生严重的沿着树脂或玻纤界面生长的CAF，此现象将最终导致绝缘不良，甚至短路失效。 它通常发生在过孔与过孔之间、过孔与内外层导线之间、外层或外层导线与导线之间，从而造成两个相邻的导体之间绝缘性能下降甚至造成短路，上述表现方式如下图1所示。 * 第二部分：CAF产生机理和过程 n CAF产生的机理和过程： CAF产生一般分为两个阶段： 阶段1：高温高湿的环境下，使得环氧树脂与玻纤之间的附著力出现劣化，并促成玻纤表面硅烷偶联剂的化学水解，从而在环氧树脂与玻纤的界面上形成沿着玻纤增强材料形成CAF泄露的通路； 阶段2：离子迁移通道产生后，如果此时在两个绝缘孔之间存在电势差，则在电势较高的阳极上的铜会被氧化为铜离子，铜离子在电场作用下向电势较低的阴极迁移，在迁移的过程中，与板材中的杂质离子或OH-结合，生成不溶于水的导电盐，并沉积下来，使两绝缘孔之间的电气间距急剧下降，甚至直接导通形成短路。在阳极、阴极的电化学反应如图2所示。 (1)Cu→Cu2+ +2e-（铜在阳极发生溶解） H2O→H+ + OH- （水分子在阴极发生还原形成OH- ） 2H+ + 2e-→H2 (2)Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 （ Cu2+、 OH-分别从两极迁移，发生中和反应形成） Cu(OH)2 → CuO + H2O (3)CuO + H2O→Cu(OH)2 → Cu2+ + 2OH-（铜在阴极沉积） Cu2+ +2e-→Cu * 第二部分：CAF产生机理和过程 n CAF形成的条件 (1)线路间有电势差，提供了离子运动的动力； (2)有材料间隙的存在，提供了离子运动的通道； (3)有水分的存在，提供了离子化的环境媒介； (4)有金属离子物质的存在。 * 第三部分：影响CAF形成的因素 n 四因素 (1).基材的选择 现在业界经常使用的G-10(一种非阻燃的环氧玻璃布材料)、聚酰亚胺材料(PI)、β-三氮树脂(BT)、氰酸酯(CE)、环氧玻璃纤维布(FR-4)、CEM3(一种非阻燃的短切毡玻璃材料)、MC-2(一种混合的聚酯和环氧玻璃板)、Epoxy/Kevlar。各种材料形成CAF的敏感性程度如下： MC-2? Epoxy/Kevlar? FR-4 ≈PI? G-10? CEM3 ?CE?BT (2).导体的结构 对于过孔与过孔之间、过孔与内外层导线之间、外层导线与外层导线之间的四种典型导体结构。其中过孔之间的导体结构最容易形成CAF。 (3).电压梯度的影响 电压梯度是CAF形成敏感性的另一个关键因素。同等条件下，电压越大CAF形成的越快。 (4).助焊剂的影响 焊接过程中，聚乙二醇会扩散进环氧基板。聚乙二醇的吸收，增加了基板的吸湿性从而使得性能下降。 (5).潮气 PCBA使用过程中潮气的吸收给电化学腐蚀提供反应媒介 * 第四部分：CAF对产品的影响 n 案例一 (1).案例描述 2008年10月位于福建泉州惠安青山湾的泉州大唐明珠度假村（酒店）购买了80台LC26ES60，并开始试营业，2009年5月正式开业，反馈有很多机器出现了声音、遥控、存储等不良现象。 (2)问题分析 对出现问题的故障主板，其中两块声音杂乱的故障板，经查均为声音滤波支路（1.5V）电容引脚对3.3V电源过孔漏电，漏电电阻测量为11K，电压差只有1.5V，过孔间孔壁距离0.8mm。另外有一块板发生插座引脚对地过孔漏电导致SDA电压下降到1.5V（应为3.3V），两者孔壁距离达到1.3mm。具体位置见下面的示意图： 根据现场情况分析和5所检测结果，出现问题的机器的酒店处于处在临海的位置，具有高温高湿的地理环境，且水蒸气中盐份含量较高的地理位置，判断此次酒店机主要问题为PCB板的CAF引起绝缘不良失效。 * 第四部分：CAF对产品的影响 n 案例二 (1).案例描述 某一款手机产品在出厂和使用初期使用正常，但3－4月份(此为南方一年中最潮湿月份)在南方维修中心收