CAF : potencjalny problem niezawodności obwodów drukowanych

• Autorzy: Ostaszewski D. , Ramotowski E. , Klej T. , Oklej J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-055

Warianty tytułu

EN

CAF : a potential reliability issue in printed circuit boards

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ciągły trend w kierunku zmniejszania wymiarów urządzeń elektronicznych wymusza na konstruktorach PCB projektowanie płytek o coraz większej gęstości upakowania ścieżek przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej niezawodności eksploatacyjnej. Wiele układów elektronicznych pracuje w skrajnie trudnych warunkach środowiska. Wysokie wymagania stawiane są obwodom drukowanym znajdującym zastosowanie w urządzeniach elektronicznych przeznaczonych na użytek wojskowy, lotniczy i medyczny. Wzrost komplikacji budowy obwodów drukowanych, w połączeniu z wysoką wilgotnością i temperaturą otoczenia, może prowadzić do spadku niezawodności PCB. Zanieczyszczenia jonowe pozostałe po procesie technologicznym są odpowiedzialne za powstawanie zjawisk elektromigracji (ECM). Zjawiska ECM mogą być przyczyną awarii zarówno wewnątrz jak i na powierzchni laminatu. Najczęstszą przyczyną awarii wewnątrz struktury laminatu jest wzrost przewodzącego włókna (CAF). Wzrost CAF prowadzi do spadku rezystancji izolatora i uszkodzenia obwodu drukowanego.

EN

The continuous trend towards miniaturization of electronic equipment is forcing printed circuit boards designers to create PCBs with increasing interconnect density while maintaining high operational reliability. Many electronic systems are working in extreme environmental conditions. High demands are placed on PCBs applicable for use in military, aeronautical and medical electronic equipment. The increasing complexity of printed circuit boards in conjunction with high humidity and temperature, may lead to decrease in PCB reliability. Ionic impurities remaining after the technological process are responsible for the formation of electromigration phenomena (ECM). ECM phenomena may be the cause of failure, both within and at the surface of laminate. The most common failure within the laminate is conductive anodic filament (CAF). CAF growth leads to a decline of resistance and printed circuit board failure.

Słowa kluczowe

PL

zjawiska elektromigracji; przewodzące anodowe włókno; powłoka srebro/złoto

EN

electromigration phenomena; conductive anodic filament; silver/gold layer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 7
• Strony: 45--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Ostaszewski D.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Ramotowski E.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Klej T.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Oklej J.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

Bibliografia

• [1] Barbetta M., Dickson J.: Registration Techniques for Advanced Technology PCBs; Printed Circuit Design & Manufacture (2004).
• [2] Brewin A., Zou L.: Susceptibility of Glass-Reinforced Epoxy Laminates to Conductive Anodic Filamentation; NPL Report MATC(A)155, Teddington, Middlesex (2004).
• [3] Caputo A., Conductive Anodic Filament (CAF) Formation, Thesis for the Degree of Doctor of Philosophy, University of Toronto (2010).
• [4] Caputo A., Turbini L., Perovic D.D.: Design limitations related to conductive anodic filament formation in a micro-world; Microsystem Technologies 15 (2009) str. 39–44, http://dx.doi.org/10.1007/s00542-008-0693-1.
• [5] Caputo A., Turbini L.J. and Perovic D.D.: Conductive Anodic Filament Formation part II: Electrochemical Reactions Leading to CAF; Journal of Electronic Materials 39/1 (2010) str. 92-96, http://dx.doi.org/10.1007/s11664-009-0965-2.
• [6] De’nčve, B. and Shanahan, M.E.R.: Water Absorption by an Epoxy Resin and its Effect on the Mechanical properties and infrared Spectra; Polymer 34/24 (1993) str. 5099-5105, http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(93)90254-8.
• [7] Standard ECSS-Q-ST-70-08C „Manual soldering of high-reliability electrical connections”.
• [8] Standard IPC-A-600F „Acceptability of printed Boards”.
• [9] Standard IPC-TM-650 2.6.25A “Conductive Anodic Filament (CAF) Resistance Test: X-Y Axis”.
• [10] Lando D., Mitchell J.P., Welsher T.L.: Conductive anodic filaments in reinforced polymeric dielectrics. Formation and prevention; Proceedings of the 17th annual reliability physics symposium (1979) str. 51–63, http://dx.doi.org/10.1109/IRPS.1979.362871.
• [11] Pecht M., Hillman C. and Rogers K.: Conductive Filament Formation: A Potential Reliability Issue in Laminated Printed Circuit Cards with Hollow Fibers; IEEE /CPMT22/1 (1999), http://dx.doi.org/10.1109/6104.755092.
• [12] Sood B., Pecht M.: Conductive filament formation in printed circuit boards: effects of reflow conditions and flame retardants; Journal of Materials Science: Materials in Electronics 22 (2011) str.1602–1615, http://dx.doi.org/10.1007/s10854-011-0449-z.
• [13] Subramanian K.: Lead-free Solders: Materials Reliability for Electronics, John Wiley & Sons (2012) p.171, http://dx.doi.org/10.1002/9781119966203.
• [14] Welsher T. L., Mitchell J. P. and Lando D. J.: CAF in Composite Printed-Circuit Substrates: Characterization, Modeling and a Resistant Material; Bell Laboratories Whippany, New Jersey (1980) IEEE, http://dx.doi.org/10.1109/IRPS.1980.362946.
• [15] Yung W.K.C.: Conductive Anodic Filament: Mechanisms and Affecting Factors, HKPCA Journal 21 (2006) pp. 1–6.