品质控制Ｑｕａｌｉ￣Ｃｏｎｔｒｏｌ 印制电路信息２０１７ Ｎｏ．８ 印制电路板的一种ＣＡ Ｆ失效模式分析 童福生 熊厚友 钟国华 （胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东惠州 ５１６２１１） 。 摘要 文章通过对印制电路板的一种ｃＡＦ失效模式进行分析，找到在ＰｃＢ生产过程中产ＪＬＣＡＦＩ＂￣－１ 的成因，进而提出改善措施 为后续产品制作提供借鉴，降低Ｊ Ｂ产品发生可靠性问题的 风险 关键词 导电性阳极细丝；印制电路板；产品可靠性 中图分类号：ＴＮ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—００９６（２０１７）０８－００５２－０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｎ ＣＡＦ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ＰＣＢ ＴＯＮＧ Ｆｕ－－ｓｈｅｎｇ ＸＩＯＮＧ Ｈｏｕ－ｙｏｕ ＺＨＯＮＧ Ｇｕｏ－－ｈｕａ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｉｍｓ ｔｏ ｆｉｎｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅ ＣＡＦ ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＣＢ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｎ ＣＡＦ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ＰＣＢ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｔ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｉｔ．Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔａｋｅ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔｓ’ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｓｏｍｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ＰＣＢ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｎｏｄｉｃ；Ｆ．１ａｍｅｎｔ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ；ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｕ 月ＩＪ吾 随着电子类产品向着轻、薄、小和多功能化 析，探讨制作可靠性考试板的方法。 １ ＣＡＦ￣ＪＪ试失效原因验证 １．１ ＣＡＦ￣ＪＪ试 发展，ＰＣＢ的图形设计越来越密集，孔到孔、孔 到线与线到线间的距离越来越小，线路设计越来 越细，对电子产品的可靠性要求越来越严。如何 保证产品的可靠性，除了从原材料就管控外，对 ＰＣＢ各流程的管控也至关重要。 １．１．１ ＯＡＦ的含义 ＣＡＦ（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｎｏｄｉｃ Ｆｉｌａｍｅｎｔ，导电性Ｉ５【１ 对产品可靠性的要求非常严格的ＰＣＢ在导入 客户前，几乎都需要先做一款信赖性考试板，而 ＣＡＦ测试要求则是考试板的重中之重。只有通过 极细丝），属阳极性玻璃纤维丝漏电现象，即是 指从阳极（高电压）沿着玻璃纤维束问的微裂通 道，往阴极（低电压）路途中发生铜与铜问的漏 电行为。 可靠性考试板的各项测试要求，才有机会去导入 该客户。以下介绍的为我公司制作的一款日系产 品可靠性考试板，第一次制作线与线间的ＣＡＦ测 试失效，本文主要对ＣＡＦ测试ＮＧ的原因进行分 １．１．２ ＯＡＦ的反应原理 ＣＡＦ发生必须在有铜和对应位置施加了偏执 电压，在阳极生产铜离子，在阴极产生铜。不论 ５２．． ．．印制电路信息２０１７ Ｎｏ．８ 品质控制Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ 是玻璃布品质、孔距离爪近或足后段制 （￣ｒｉ＃Ｌ／ＰＴＨ）等原冈，他们 要址 ｔ水汽进入玻 １．２ ＣＡＦ验证板测试信息 １．２．１考试板基本信息 巾①所 为孔到线模 ３为考试板 物 （璃束中ｌｍｊ导致 极置换ｌ｛Ｉ铜接 导敛微＊【 路现象。 。 ●—Ｃａ—ｔｈｏｄｅ ｓ￣ｅ． 一Ａｎｏｄｅ ｓＫｌｅ ２ｅ ⑧所示为孔剑孔模块）。 块，②所示为线到线模块， 帆一 Ｈ Ｏ＋ｅ一．１ｔ２Ｈ，ｔ＋ＯＨ ，Ｈ，０—１，２Ｏ ‘＋２Ｈ’＋２ｅ ，０ ２ｅ—Ｃｕ ，Ｃ — 线 蘩 嗽 一 豳 图１ ＣＡＦ的反应原理 １．１．３ ＣＡＦ的失效模式 ＣＡＦ的火效模式有孔到孔（ｈｏｌｅｔｏｈｏｌｅ）、孔到 线（ｈｏｌｅ ｔｏ ｌｉｎｅ）、线到线（１ｉｎｅ ｔｏ ｌｉｎｅ）以及层问剑 层问（１ａｙｅｒｔｏ ｌａｙｅｒ）４种。其叫Ｊ较为常 的ｌ灾效模式 为前 种。｝］ｌ１仃干『些客户的设汁巾，孔剑孔之间『ｆ勺 距离最小 经哎ｉ：ｔ ０．３０ １３３１＂１３．，扎剑线的距离最小设 图３考试板实物 揠 罔 人反馈线 １．２．２验证板ＣＡＦｉ￣ＪＪ试要求 １．２．３验证板ＯＡＦ失效模块 考试扳 ｔＩ’ｔ端做ＣＡＦｉＤ！￣试时， 汁为０．１０ １１１１１１，线剑线的距离最小没汁为０．０７６ １１１１１１， 线宽设计为０．０７６ ｍｍ。其中ＣＡＦ的测 一般为５００ １１ 和１０００ ｈ，仃 乍载产品的测 时川为２０００ｈ。 剑线模块（Ｎ４）测试ＮＧ，具体表现 Ｉ卜： 测试￣ＩＪ９５．３ ｌ１Ｉ１寸，绝缘电Ｉ５且值低ｊ ４．４７ Ｍ（２以 卜，然厉恢复； 测 到９８．３ Ｉ１，绝缘电阻值低Ｊ ５．５９ Ｍ Ｑ以 卜，反复ｌ０ Ｍ Ｑ以卜： 测试剑ｌ１０．６ ｈｌｉ、Ｊ ，恢 １０ Ｍ Ｑ以 测＇【式到１ ３２．７ ｈｌｔ￣｝，¨复剑１．３７ Ｍ Ｑ以 ，再 图２ ＣＡＦ失效模式 次岖 １ ０ Ｍ Ｑ。 表１结构 ．．５３．． 品质控制ＱｕａｌｉＯ’Ｃｏｎｔｒｏｌ 印制电路信息２０１７ Ｎｏ．８ 物中含有可导电离子Ａｌ元素和Ｃｕ元素。 总结：通过以上分析，确认该模块（线路到 线路）ＣＡＦ测试失效的原因应为线路间异物微 短导致。 图４实验阻值变化 图６从背面观察Ｌ３层线路间的异物 １．３验证板ＯＡＦ测试失效原因分析 １．３．１ ＯＡＦ测试失效确认 （１）使用高阻测试仪对失效模块通道逐一测试 阻值（从上到下，总共有４个通道，分别对应Ｌ１， 图７将Ｌ３层铜层逐渐磨薄后确认为棕黑色异物 Ｌ２、Ｌ３和Ｌ４层线路），最终确认从上向下的第三 个通道有异常（即Ｌ３层线路），测量的阻值只有 ０＿３ ＭＱ，其他三处的阻值都在１０ＭＱ以上； （２）查Ｇｅｒｂｅｒ线路图设计，确认第三个通道为 测试Ｌ３层线路绝缘阻值； （３）通过以上验证确认，将重点分析Ｌ３层线 路品质状况。 １．３．３异物来源分析 （１）由平磨切片Ｆ／Ｍ可确认为Ｌ３层线路上异 物，异物在线路间，为Ｌ３．Ｌ４层间异物，该异物应 是在内层线路制作完成后产生； （２）由异物颜色（棕褐色）初步判断产生异 物的站别为内层ＤＥＳ线及压合棕化线； （３）为确认异物产生站别，对内层线路后到 压合前站别分别取异物做ＥＤＳ分析。经分析比对 发现（如表３ＥＤＳ分析表），棕化线异物主要元素 碳氧含量在９０％左右，其它金属元素（Ｓｉ、Ｃａ、ＡＩ １．３．２ Ｌ３层线路分析 （１）切片纵磨Ｌ３层线路，原稿线宽／线距 １００ ｇｍ／１００ ｐ．ｍ，蚀刻公差范围±２０％，测量线 宽均在规格范围内。确认线路品质没问题。 等的含量在ｌ０％左右，与Ｌ３层线路间的异物主要 元素含量吻合（碳氧含量在９０％左右和其它金属 元素Ｓｉ、Ｃａ、Ａ１等的含量在１０％左右），故判断 异物来源于棕化线烘干段。 （４）棕化线烘干段异物来源确认。由于异物 图５ Ｌ３层线路 中含有Ａｌ元素，所以需要确认棕化线烘干段的设 备中，哪些部分含有ＡＩ的成分。 （２）平磨切片确认Ｌ３层线间品质状况。从 Ｌｌ层开始平磨至Ｌ３层线路背面，确认整面线路 状况，发现线路间存在异物，逐步将Ｌ３层铜层磨 薄后确认为棕黑色异物，异物大小测量约ｌ１２ ｇｍ （４．４ ｍｉｌ）。 经确认棕化线烘干段马达鼓风机的主体部分为 铝合金制品，其经过长时间的使用，发现有老化 问题，在保养不到位的情况下，机器运转过程有 时会产生小碎屑掉落，再经过鼓风机吹送至烘＝｝＝ 段，导致异物产生。 （３）取出异物并对异物做ＥＤＳ分析，确认异 ．．５４．． 印制电路信息２０１７ Ｎｏ．８ 品质控制ＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ 表３内层线路后到压合前站别异物ＥＤＳ分析表 １。４改善措施 （１）用粘尘纸确认棕化线烘干段异物状况， 对整个烘十段进行清洁保养，特别是风刀表面及 烘干段内部环境，并检查风口是否阻塞； （２）确认厂内棕化线烘干段的保养及清洁周 期，对－ｌ殳备老化部分，适当增加清洁／保养频率， 或更换设备： 供参考。 （１）Ｇｅｒｂｅｒ设计时就做考量，优化密集孔设 计，尽量采用错位排列的方式设计孔的分布，增 加孔与孔之间的距离； （２）材料选择，当有ＣＡＦ要求时，必须选用耐 ＣＡＦ的板材（最好选择开纤布压制成的板材）； （３）尽量避免使用７６２８等粗纤维材料（尤其 是间距≤０．６ ｍｍ的产品）； （４）对ＰＣＢ钻孔、除胶渣等对ＣＡＦ影响较大 的工序严格管控，以避免出现Ｗｉｃｋｉｎｇ问题。 （３）针对大批量密集线路的产品类，棕化线 可考虑安装Ｈｅｐａ过滤杂质，其对直径为０．３０ ｕｍ微 粒有９９．９７％的过滤效率。 另外，当样品板出现ＣＡＦ失效问题，ＰＣＢ厂 品质工程师切不可盲目的去分析。首先应根据失 效模块位置，确认具体的失效通道，然后再对失 ２ 总结 ＣＡＦ的失效模式有多种，本文仅针对其中一 种“线到线”的失效模式进行分析。通过对异常 模块的原因分析，找到造成验证失效的真因，进 效部分做详细的分析确认。往往盲目的分析可能 会导致失去寻找真因的机会。 而针对性的进行改善，避免后续制作出现同样的 问题。目前，越来越多的客户对产品的ＣＡＦ性能 参考文献 陈正清．Ａｎｔｉ．ＣＡＦ￣Ｉ］制电路板的加工工艺研究 提出要求，作为ＰＣＢＪＪＩＪ］［商，应尽量选取一些能 够避免ＣＡＦ失效的制作方法以满足客户需求。根 据ＣＡＦ的几种失效模式，提出以下几种改善措施 【Ｊ］．印制电路信息，２０１０，０３． 第一作者简介 童福生，技术研发中心高级工程师．１０余年 ＰＣＢ工作经验。 ．５５．