耐离子迁移测试方法1

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1、第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集论文集耐离子迁移测试方法广东生益科技股份有限公司（523039）潘河庭、江恩伟摘要：由于电子产品的轻、薄、短、小化，PCB的线间距、孔间距等逐渐缩小，离子迁移就会对PCB板材的绝缘性能产生重大的影响。本文就简单介绍离子迁移的成因以及离子迁移的测试方法。关键词：离子迁移测试方法绝缘电阻前言：随着IC封装技术的突飞猛进的发展，电子产品轻、薄、短、小多功能化，PCB的线间距、孔间距逐渐缩小，这样就要求PCB高密度、高可靠性，耐离子迁移就显得尤其重要。据日本一调查机构报道，在一年内中的火灾总数为1839例，其中因为电器失

2、火的为1035例，电器着火由于离子迁移的原因形成的有107例，直接损失是1.13亿美金，可见离子迁移造成的损失非常之大。下面就逐步介绍离子迁移的成因以及测试方法等。一、离子迁移的机理离子迁移CAF（ConductiveAnodicFilament）,日本称之为耐电食性，或耐电迁移性，英文直译为导电的阳极丝生长现象。它是指PCB板在长时间通电的高温潮湿的环境下，沿着玻璃纤维表面出现铜丝树枝状生长的现象。它最早是有美国贝尔试验室的Kohman等人发现的，他们发现在电话交换机的连接件中，有些镀在铜接线柱上的银在酚醛树脂基板内有析出，他们证实是银离子的迁移。这种现

3、象有时会引起基板的绝缘性能下降。其发生的原因可能是在直流电压下受潮的镀层发生离子化而引起的。二、影响离子迁移的因素影响离子迁移的因素很多，其中主要分为两部分1．CCL方面CCL对离子迁移的影响包括其基材型号、使用的原材料、以及CCL加工工艺等。基材的耐离子迁移性能优劣依次排序为：玻纤布基聚酰亚胺>玻纤布基三嗪树脂>玻纤布基环氧树脂>纸基环氧树脂>纸基酚醛树脂。树脂、玻纤布、铜箔为覆铜板的三大原材料，树脂纯度要高，导电离子的含量不能太高。玻纤布与树脂的结合程度要好，这样可以使得玻璃纱被充分填满，不容易形成气泡，从而减少导电离子迁移的几率。铜箔尽量采用低粗糙度

4、的，减少铜镏，提高板材的绝缘性。CCL生产时要注意浸胶与层压工艺，因为板材内部的气泡必须得充分赶尽。2．PCB方面PCB加工工艺对离子迁移的影响很大，在钻孔的时候，下钻速度和转速要适当，不要纤维，造成纤维丝松动，影响耐离子迁移性能。DESMEAR时候要注意药水的配方，不要蚀刻过度，形成灯芯效应，加速离子迁移的形成。三、离子迁移测试方法离子迁移的测试方法很多，每个企业有自己的测试方法，通常常用的方法有两种，一种是在线测试，另一种为离线测试。在线测试即为样品在高温潮湿通上一定的电压，利用仪器连续测试样品在恶劣环境下的绝缘电阻值。离线测试为每隔一段时间从潮湿环境

5、中取出，置于室温环境下，静置一段时间，然后测试其电阻值。综合评价此两种测试方法，在线测试-132-第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集论文集68较更严格，在线测试的标准为大于10欧姆，离线测试则要求大于10欧姆，生益公司的测试条件为85℃/85%/50V，在线为240h，离线1000h。下表就列出一些日本厂家的测试条件。厂家测试条件备注日本CMK60℃/90%/30V/1000h每100小时测1次Ibiden85℃/85%/25V/1000h每100小时测1次NEC85℃/85%/35V/1000h每100小时测1次85℃/85%/50V/1500

6、h松下电工以85℃/85%/50V/1500h为准60℃/95%/100V/1000h日立化成85℃/85%/100V/1000h每100小时测1次利昌工业85℃/85%/50V/1000h每100小时测1次东芝化学85℃/85%/12V/1000h每100小时测1次40℃/85%/50V/1000h每隔250小时测试一次SONY85℃/85%/50V/240h在线测试（加速老化）四、测试图形离子迁移可以表现为以下四种形式：孔与孔（HoletoHole）；孔与线（holetoline）；线与线（linetoline）和层与层（layertolayer）之间

7、，其中最容易发生的为孔与孔之间。针对四种迁移形式，所以我们测试图形也应该包括以上几种线路。如图1所示：线与线孔与孔图1测试线路示意图五、测试实例选用生益的板料，型号为anti-CAF材料S1141KF，在85℃/85%/50V条件下，分别进行离线与在线测试，测试结果如图2所示。孔径：0.35mm孔间距:0.30mm1.0E+14)1.0E+12Ω1.0E+101.0E+081.0E+061.0E+04Resistance(1.0E+021.0E+0001002003004005006007008009001000Time(h)S1141KF离线测试-133

8、-第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集论文集1.0E+12