印制线路板CAF失效研究

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产品检测与可靠性 Iset na d eib i n ci n R l it p o a ly

印制线路板 C F效研究 A失P p r d S-1 1 a e Co e: 8

胡梦海

陈蓓

(深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司，深圳南山 585 104)

摘要

阳极导电丝 ( A是P B内近十年来较为热门的可靠性问题之一，当PB￣作在高 C F) C业 CA-温高湿的环境下时，有可能产生沿玻璃纤维生长的阳极导电丝C F A。本文主要以某种典型板材为例，从某板材在不同孔壁间距、不同外加偏压下的c F A性能考察入手，研究CF A产生的机理，并通过模型推算板材在不同外加偏压下的平均失效寿命 ( T ), MF 为后续其他板材耐C F A性能的考察提供了理论依据和试验基础。

关键词阳极导电丝 C;电化学迁移：水解；平均失效时间；B l a s型；可靠性 AF el b模 L

中图分类号：T 4 N 1

文献标识码：A 文章编号：1 0— 0 6( 0 2) 4 0 7— 5 0 9 0 9 2 1 0— 0 9 0

Co d c i ea o cf a e tf iu e‘ v si a i n o CB n u tv n t l m n al r n e t￣ to t F I i 1 l i a U ei g I一H U M e g- a CHEN Be n hi i

Ab t c sr t a

C n ut eao i fa n (AF i o eo e sp p l P B rl blypo l ee o d c v n dc l i met C ) s n fh t o u￣ C e ait rbe t s i t mo i i msh

y as W hl P BA rigi ee vr n n fhg mp rtr n u dt, e r. i C e i wokn t n i me t iht s nh o o e eau ea dh mii CAF ma rw ru hte y ygo t o g h h i rT i r ceg ie Fo f e. hsat l an dteM T f CBs ihu eatpc l tr l t i ee t oes a ea dba otg . b i h P c s ia ei hdf rn l p c n is l e wh y ma a wi h v aTh eCAF g o h me ha im sive tg td. eM TF o i

ae il n dfe e t i sv la ei a c ltd b l r wt c n s i n si ae Th ft sm tra i r n a ot g sc lu ae y Bel h i b

La d l n o b mo e d c mpae t ed t an d b e ei n . i ril r v d sate r n x e i n a i o a r dwi t a ag i e y xp rme t Th sa cep o i e o y a d e p rme tb sst hh t ht ef t r n e tg to . h u u ei v si ai n

Key wor ds

Con c ie An du t odi l v c Fi amen;Elc r h t e toc em it mi at sr y gr i on;Hy ol e;MTF;Bel L s dr yz l ab

Mod s; el Rel it i ly ab i

1前言 随着集成电路和微电子技术的飞速发展，电子产品的体积越来越小，P B向更轻、薄、短、小 C也发展。层问介质层厚度更薄，布线更密，孔壁间距更小，并且在进一步微细化中。在这样的层间、布

阳极导电丝 ( A )是近十年来十分热门的绝 C F缘劣化失效，当P B在高温高湿的环境下带电工作 C A时，在两绝缘导体间有可能会产生沿着树脂和玻纤的界面生长的C F A,最终导致绝缘不良，甚至短路失效。常见的C F A失效有三种，即分别发生在T N#、 L L孔到线、线到线之间的失效情况，如图1示：所 其中孔到孔是最容易发生的失效，理所当然得到了更多的关注。那么在客户的耐C要求下，所使 AF

线、孔密度下，P B的绝缘性能受到越来越多的关 C注。如何在这样微细的产品上，保持其在整个寿命

周期内的绝缘性能，是业内所有P B￣造商所面临 C ' I的问题之一。

用的材料、制程，其耐 C性能能否达到客户的要 AF求，成为需要进行评估的重点内容。

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万方数据

7 . 9.

产品检测与可靠性 Is et n n eibly np ci dR l it oa a i

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化学反应如图2所示：Cu Cu+R—“ e C

u+n “ e Cu

2 O (2+ H+4一 H2 ) t 4 e 阳极反应

2 O+2 H2 e

H2一

阴极反应

图2 C产生时的电化学反应 AF

从产生机理上来看，可以将 C产生的过程分 AF为两个过程进行研究分析，即树脂与玻纤分离的过图 1常见的CA失效模式 F

程和电化学迁移的过程。一切C产生的前提，必须 AF要使阳极产生的铜离子获得向阴极移动的路径，即

2 CF A的产生机理在高温高湿的条件下，P B内部的树脂和玻纤 C

树脂与玻纤产生分离。在高温高湿的影响下，树脂和玻纤之间的附着力出现劣化，并促成玻纤表面的硅烷偶联剂产生水解，从而导致了电化学迁移路径的产生。笔者针对C F生的两个过程：水解和电化 A产学迁移，做了一系列试验进行验证。

会分离并形成可供铜离子迁移的通道，此时若在两个绝缘孔之间存在电势差，那么在电势较高的阳极上的铜会被氧化成为铜离子，铜离子在电场的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.合，生成了不溶于水的导电结

3试验设计

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

4 OF A失效数据4 1试验板孔粗+芯的测量 . 灯

材料层数

某高 (约为 10板材 7￣ C)双面板采用 IC T 6026 5 P -M.5 .2所述与玻纤平行 (nLn lt oe设计样式， . I—ie e o l) Ho H所有测试模

块的孔 pt ih均为 O6 c . mm,孔径/L孑壁间距分别为 0 5/. l . 03 il .mm/.ml、 2 mm 5 nl、03 03 t l03 02 i . mm/. in、0 m 0 m,图形设计如图 3所示： 5 5n .r/. m 4a 2《g§■ 目&■

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图形设计

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l图 3试验 图形设计

制作流程开料一烘板一减薄铜一钻孔一沉铜一板镀一外层干膜一图镀一外层

蚀刻一外层 A一 OI阻焊一沉金一铣板一终检一包装

() 1高低温湿热试验箱可提供双 8环境 ( 5温度 8℃、湿度 8%R 5 5 H)的高温高湿箱； 试验设备 ()缘电阻测试系统 2,绝可提供 1 V~50 oV的偏置电压及测试电压可在线监控绝缘电阻变化情况，并绘制电阻变化曲线；电阻测量范围为 2 1× O Q 5 0× O一1 1¨ (Ov输入时) 2 1 l l 1,× 0×0 Q(V输入时); 试验步骤试验板制作一焊接测试线一清洗 (异丙醇&D水 ) I一烘烤 ( O℃烘烤 6一c F试验 15 h) A (温度 8℃,湿度 8%R 5 5 H,偏压 )一失效数据分析

失效判定采用某客户标准作为失效判定：当最终测试绝缘电阻 R< 0Q, 2 1或者在测试过程中有 3次记录或以上出现 R< OQ即判定样本失效 2 1数据收集不少于 5个样本，取失效时间的平均值

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万方数据

8. 0

万方数据

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如果外加偏压对水解速度有明显的加快或延缓，由于各个条件下的静置时间和加电时间是各不

①未施加偏压的情况下，水解过程也可进行；在施加外加偏压的情况下，水解速度无明显加快或延缓；水解时间与外加偏压无关。

相同的，那么4种情况 (分别静置0、4h再、2h、8 h加外加偏压 )下的总失效时间应有较大偏差。但从

②指定板材、孔壁间距下的水解时间是一定的， 且随着孔壁间距的上升而近似成正比关系上升。因此平均CAF效时间可以拆分成水解时间和失电化学迁移时间分别进行分析和试验。那么以下公式应是成立的：平均CAF效时间 ( F)=水解失 MT时间 ( )+电化学迁移时间 ( 2。当外加偏压 T1 T)较大 ( 0 1 0V以上 )时，电化学迁移速度快于水解速度，平均 C AF失效时间 ( F …… 此处隐藏：6203字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……