Cos'è il CAF (filamento anodico conduttivo) su PCB

Cos'è il CAF (filamento anodico conduttivo) su PCB

I prodotti di molte aziende sono afflitti da CAF (filamento anodico conduttivo), perché non sono riusciti a trovare la causa del CAF. La ragione della recente svolta è che finalmente abbiamo trovato la scheda difettosa con il fenomeno del microcortocircuito nel circuito. Le cause negative sono attualmente riconducibili al CAF.

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    Che cos'è il CAF sulla terra

    Il CAF è in realtà l'interno del circuito stampato o lo strato di vernice verde di saldatura nel fenomeno del microcortocircuito. CAF significa che la tensione continua viene applicata al circuito stampato e posta in un ambiente ad alta umidità. Il CAF viene applicato al circuito stampato da strato a strato, da linea a linea, da foro a foro o da foro a linea.

    Come scoprire il CAF su PCB

    In effetti, non è facile individuare questo tipo di problema CAF. Per prima cosa, è necessario scoprire dove il circuito è in cortocircuito, quindi tagliare tutte le linee che possono essere tagliate e restringere gradualmente l'area in cui è possibile il cortocircuito, preferibilmente fino alla via verso il VIA o alla traccia verso il circuito.

    È addirittura necessario misurare il cortocircuito dello strato di lamina di rame, in modo da avere maggiori possibilità di trovare prove di microcircuito sotto la sezione trasversale.

    Tagliare male o inesperto, non tagliare la prova è scomparso, o quando la rettifica il luogo non è corto circuito imaging cortocircuito e causare errore di valutazione.

    In seguito, abbiamo portato la scheda con un microcortocircuito alla fabbrica di schede PCB e abbiamo chiesto l'analisi della fetta sul posto. Questa volta, la CAF è stata davvero confermata. Tuttavia, la fabbrica di schede pensa che il motivo per cui si è verificato il CAF sia da ricercarsi nel fatto che il PTH VS NPTH via e Blind Via della nostra scheda sono troppo vicini tra loro.

    Ora la fabbrica di schede ha modificato la distanza consigliata di 0,4 mm in almeno 0,5 mm. Ma ora il bordo del foro è stato ridotto a 0,1 mm, ma il requisito di una distanza di 0,5 mm è in realtà molto irrealistico.

    Cosa può portare alla CAF

    Cosa può portare al CAF

    Il rame metallico nell'anodo ad alto potenziale si ossida in ioni Cu + o Cu ++ e migra lentamente verso il catodo lungo il canale difettoso esistente del fascio di filati in fibra di vetro; anche gli elettroni del catodo si spostano verso l'anodo.

    Quando gli ioni di rame incontrano gli elettroni, si riducono a rame metallico, per poi formare ioni di rame e quindi tornare al rame metallico. Così, ripetuto gradualmente dall'anodo al catodo, si diffonde in traccia di rame, per cui si parla anche di migrazione del rame.

    Molte persone che incontrano il CAF per la prima volta rimangono continuamente perplesse dal suo comportamento ripetuto e intermittente. Una volta completata la conduzione del canale, il CAF viene bruciato di tanto in tanto dal calore joule con un'elevata resistenza.

    In genere, quando si misura il CAF con un misuratore elettrico trivalente, si scopre che all'inizio si ottiene il cortocircuito, ma in seguito la quantità non è sufficiente, oppure il problema di copiare la simulazione elettrica non è sempre presente. Anche se il valore misurato sarà sempre alla deriva, prima che le condizioni di formazione del CAF scompaiano completamente, il gioco del CAF si ripeterà sempre nello stesso punto.

    In sintesi, per formare i difetti del CAF, devono essere soddisfatte contemporaneamente le seguenti quattro condizioni di fallimento, una delle quali è indispensabile: il CAF può essere prodotto solo in presenza di condizioni assolutamente favorevoli, di condizioni geografiche e di condizioni. Pertanto, l'incidente non è casuale, ma causato da una serie di errori.

    I fattori che possono influenzare il CAF

    Il vapore acqueo :che sembra impossibile da evitare nell'atmosfera o nel solvente, viene utilizzato per formare elettroliti. Ad esempio, il flusso lasciato su una scheda di circuito o bagnato da una brezza marina salata sono eccellenti materiali elettrolitici.

    Esposizione al rame (il foglio di rame all'interno del circuito stampato è il materiale di base, quindi è inevitabile. Infatti, fintanto che il materiale può formare ioni sono contati, generalmente rame, argento è più facile formare CAF).

    La polarizzazione è una necessità della progettazione dei circuiti e quindi inevitabile. Il cosiddetto effetto Javani causa differenze di potenziale tra metalli dissimili).

    Canale (sembra essere l'unico modo per migliorare questo parametro). Dovrebbe essere la distanza tra i poli e gli ostacoli! Le distanze più brevi hanno maggiori probabilità di verificarsi perché l'impedenza di isolamento è minore.

    campo elettrico

    Sotto l'azione del campo elettrico, la reazione di migrazione elettrochimica (ECM) degli ioni metallici avviene in mezzi non metallici, formando un canale conduttivo tra l'anodo e il catodo del circuito, con conseguente cortocircuito.

    Si ritiene generalmente che la migrazione degli ioni elettrici sia divisa in due fasi: la prima fase, resina e materiale rinforzato sotto l'azione dell'umidità, l'idrolisi chimica dell'agente di accoppiamento silano del materiale rinforzato, cioè sulla resina epossidica/materiale rinforzato lungo il percorso di perdita del CAF, questa fase è una reazione reversibile. 

    Nella seconda fase, sotto l'azione della tensione o del bias, si verifica la reazione elettrochimica del sale di rame e il canale conduttivo si deposita tra le linee per formare un cortocircuito tra le linee. Questa fase è una reazione irreversibile.

    Come evitare e risolvere il CAF

    If you want to solve or prevent the occurrence of CAF, in fact, you can start from the above four necessary conditions, as long as the elimination of any of the conditions can prevent its occurrence.

    Migliorare la capacità anti-CAF dei materiali per circuiti stampati

    La selezione della scheda di circuito è in realtà molto importante per proteggere il verificarsi di CAF, ma di solito un penny un penny, in genere hanno alta capacità di protezione CAF del substrato bisogno di requisiti speciali, il seguente è la selezione di substrato di scheda di circuito anti CAF raccomandazioni:

    ★ Ridurre il contenuto di ioni impuri nei materiali.

    ★ Il tessuto in fibra di vetro è ben impregnato di resina e si lega bene.

    Quando viene realizzato il substrato del circuito stampato, molti fasci di fibre di vetro vengono intrecciati in un tessuto, quindi vengono introdotti serbatoi di resina per l'impregnazione, quindi i fasci di fibre di vetro con la resina vengono gradualmente tirati su o estratti.

    Lo scopo è far sì che la resina si riempia negli spazi vuoti dei fasci di fibre di vetro. Se i parametri non sono ben impostati in questa fase, è facile che si formino delle lacune nei fasci di fibre di vetro, con conseguente formazione di lacune CAF.

    Progettazione del layout del PCB

    Progettazione del layout del PCB in bias and hole spacing avoidance

    Progettazione del layout di un PCB che evita la formazione di bias e di fori

    Anche i fori passanti, le dimensioni delle linee, la posizione e il design della pila della scheda hanno un impatto preciso sul CAF, perché quasi tutti i requisiti derivano dal design. Man mano che il prodotto diventa sempre più piccolo, la densità del circuito stampato diventa sempre più alta, ma la capacità di processo dei PCB ha un limite.

    Quanto minore è la distanza tra linee adiacenti con tensione di polarizzazione CC, tanto maggiore è la probabilità che si verifichi una CAF. In pratica, maggiore è la tensione di polarizzazione o minore è la distanza, maggiore è la probabilità che si verifichi una CAF.

    In base alle informazioni fornite dai produttori di schede di circuito, il seguente è il valore di progettazione delle dimensioni del PCB raccomandato dalla maggior parte dei produttori di schede di circuito per la protezione CAF:

    Distanza tra i fori (minima) : 0,4 mm
    ● Distanza tra foro e linea (minima) (trapano su metallo) : 12 mil (0,3 mm)
    Consiglio di apertura: 0,3 mm

    Controllo del Wicking nel processo PCB

    Controllo della traspirazione nel processo del PCB
    Quando la perforazione meccanica o la cottura laser del PCB produce una temperatura elevata, che supera il punto Tg della resina, quest'ultima si scioglie e forma una scoria di gel, che aderisce al bordo interno del rame e alla parete del foro, causando un cattivo contatto durante la successiva ramatura. 

    Pertanto, l'operazione di de-smear deve essere effettuata prima della ramatura. La prima stazione di rimozione del gel deve utilizzare un'agitatrice dopo un trattamento di ammollo da 1 a 10 minuti, in modo che tutti i tipi di scorie di gel si gonfino e si rilassino, per facilitare la successiva penetrazione di Mn +7 e il morso. 

    Tuttavia, le operazioni di rimozione delle scorie possono anche causare una certa masticazione del foro passante e vi è la possibilità di icking del rame (wicking, nucleo). Alcuni operatori di circuiti stampati, per accelerare l'operazione di fluffatura, regolano la temperatura della scanalatura fluffata a un livello più alto, con conseguente allentamento eccessivo dell'agente fluffato, aumento della lunghezza dell'inserimento e conseguente migrazione del rame.

    L'IPC-A-600 prevede lo standard ammissibile di icking di rame (Wicking) come segue:
    Classe 1, la permeabilità del rame è superiore a 125 (compresi i m (4,291 mil)).

    Classe 2, la permeabilità del rame è superiore a 100 (compresi i m (3,937 mil)).

    ● Classe 3, permeabilità rame (di cui più di 80 m (3,15 mil))

    Ma con il progresso della scienza e della tecnologia, la penetrazione del rame di 0,1 mm (100 µm) sembra non soddisfare la domanda effettiva, con una distanza tra il foro e il bordo del foro di 0,4 mm, sottraendo la dimensione della penetrazione del rame, la distanza è solo di 0,4-0,1-0,1=0,2 mm, al fine della capacità di produzione dell'industria dei circuiti, dovrebbe essere possibile controllare la penetrazione del rame al di sotto di 50 µm (2mil). 

    In confronto, anche la distanza tra i fori della fabbrica del sistema nel circuito stampato Layout è ridotta a 100µm (4mil), il che rappresenta una grande prova per la prevenzione e il controllo della CAF.
    Inoltre, nell'operazione di foratura meccanica del PCB, se la velocità di avanzamento è troppo elevata o la fresa supera la durata di vita, è facile che la fibra di vetro si strappi a causa della forza esterna della fresa.

    Controllo dell'umidità impermeabile nella lavorazione dei PCB

    saldatura-stampa

    In Fabbrica di assemblaggio di PCBLa stampa della pasta saldante, il fissaggio delle parti, la saldatura posteriore ad alta temperatura e così via possono lasciare alcuni inquinanti sul circuito stampato. Queste sostanze inquinanti possono includere saldatura, colla, polvere, rugiada e altre sostanze elettrolitiche, che possono causare fenomeni di migrazione elettrochimica. È possibile utilizzare un sigillante per chiudere le giunzioni che possono creare spazi vuoti per formare CAF e prevenire l'infiltrazione di umidità.

    Conclusione

    In sintesi, in base all'esperienza pratica, il canale CAF (gap) si verifica quasi sempre lungo lo stesso fascio di fibre di vetro, quindi se la disposizione dei fori passanti o dei pad di saldatura può essere fatta con un angolo di 45 gradi di cablaggio trasversale contribuirà a ridurre l'incidenza del CAF.

    FAQ

    Il CAF è in realtà l'interno del circuito stampato o lo strato di vernice verde di saldatura nel fenomeno del microcortocircuito. CAF significa che la tensione continua viene applicata al circuito stampato e posta in un ambiente ad alta umidità. Il CAF viene applicato al circuito stampato da strato a strato, da linea a linea, da foro a foro o da foro a linea.

    In effetti, non è facile individuare questo tipo di problema CAF. In primo luogo, è necessario scoprire dove il circuito stampato è in cortocircuito, quindi tagliare tutte le linee che possono essere tagliate e restringere gradualmente l'area in cui è possibile il cortocircuito, preferibilmente al via al VIA o alla traccia al circuito. È persino necessario misurare il cortocircuito dello strato di lamina di rame, in modo da avere maggiori possibilità di trovare prove di microcircuito sotto la sezione trasversale.

    1. Migliorare la capacità anti-CAF dei materiali dei circuiti stampati.
    2. Progettazione del layout del PCB
    3. Controllo del Wicking nel processo PCB
    4.Controllo dell'umidità impermeabile nella lavorazione dei PCB

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