离子迁移对印刷线路板绝缘性能的影响

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1、离子迁移对印刷线路板绝缘性能的影响就是铜离子会导通本来开路的两个网络由于高集成电路技术和微电子技术的发展，电子产品的体积越来越小，使得对承载各种线路的基板的要求也越来越高。无论是多层板的层数和通孔的孔径，还是布线宽度和线距都趋向于微细化，对其制作工艺提出了更高的要求。资料显示，现在线路板的导线间隔已经小到30UM的程度，线路板的层间厚度也只有40um.。并且这些都有进一步向更细微化和薄层化发展的趋势。（1）在这种情况下，对其可靠性的要求也相应提高。特别是防短路或断路，已经是一个重要的课题。广告插播信息维库最新热卖芯片：UC39

2、10DMAX192BEPPTL061CNFDS6576JLC1562BNMC34063AMELMAX3680EAIAN8849SBMC10H604FNMIC2204BMM在发生短路故障的原因中，一个以往就有人注意到而未能引起重视的因素，在电子产品小型化的现在开始引起人们重视。这就是金属在一定条件下离子化并在电场作用下迁移而导致的短路。本文拟介绍有关这方面的研究进展，以供电子电镀界同仁们参考。1、影响线路板可靠性的因素影响线路板可靠性的因素与所使用的环境不同而有所不同，主要因素还是基板的材质质量。尤其是某些潜在的因素，当外部条件

3、发生变化并成为诱导因素时，就会加速潜在因素向临界状态转变，最终导致故障。从基材的内在因素来看，决定基板材质的有：高频特性、耐热性、耐湿性、尺寸精度、加工性能、机械强度、表面平整度、绝缘性、热传导性等。这些性能还和时间和温度有密切关系，也就是抗老化性能。一些在正常条件下可以合格的基板，在长时间和高潮湿条件下，所有指标都会劣化。而高温和高湿是与产品所处的环境有关的。导致线路板故障的温度诱因有：元器件的工作发热；连接不牢或虚焊导致的欧姆热；不正常放电造成的短路；元件损坏引起的高温等。产生潮湿的诱因有：空气潮湿；环境潮湿；意外潮湿等。

4、还有一个物理化学诱因，就是尘埃、化学品残留物、以及金属离子化并在电场作用下迁移而导致的短路故障。这种离子迁移故障在线路板日趋小型化和细微化的情况下，已经成为不可忽视的因素。2、离子迁移故障的研究2.1离子迁移研究的历史所谓离子迁移故障是指线路板上的金属如铜、银、锡等在一定条件下发生离子化并在电场作用下通过绝缘层向另一极迁移而导致的绝缘性能下降。由于早期的线路板线间距比较宽，发生这种故障的几率很小，并且只有在高温潮湿的条件下才有发生的可能，因此这一现象没有引起重视。最早对这一现象进行研究的是美国贝尔实验室的Kohman等人,他们

5、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检出，他们证实是银离子的迁移。这种现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。经研究发现，除了银外，铝、锡都有类似现象。但是很长一个时期几乎没有人关注这方面的研究。直到二十世纪七十年代，有关这方面的研究又开始引起人们的注意。这时以陶瓷为基板的高密度印刷线路板和覆铜线路板开始向小型化方向发展，使对基板材质的研究有所发展，使得又有人开始注意到离子迁移对基板绝缘性能的影响。这些研究大多数还只是局限在西方，并且论著并不

6、多见。到了二十世纪八十年代特别是九十年代以来，日本也开始关注这一课题，关于这方面的研究报告也多起来。(4)由于没有统一的标准，这些研究的重现性欠佳，所得的结论也有所差异。2.2影响离子迁移的因素产生离子迁移的原因，是当绝缘体两端的金属之间有直流电场时，这两边的金属就成为两个电极，其中作为阳极的一方发生离子化并在电场作用下通过绝缘体向另一边的金属（阴极）迁移。从而使绝缘体处于离子导电状态。显然，这将使绝缘体的绝缘性能下降甚至成为导体而造成短路故障。发生这一现象的条件是在潮湿环境下，绝缘体表面或内部有形成电解质物质的潜在因素。包括

7、绝缘体本身的种类，构成，添加物，纤维性能，树脂性能等。从基板的构成因素来看，分为三个方面：一是树脂方面，树脂的组成，官能团，固化程度，离子浓度（杂质、水解性能等），吸湿性；二是纤维方面：玻璃纤维的密度，有机纤维的吸潮性；三是加工条件方面：通孔的条件（有无电镀液残留），层积条件（树脂间粘合性），加工工艺残留物（粗化、电镀等的残液）。从线路板表面的诱因来看，因素就更多一些，除基板因素外，还有基板上所安装的元件和金属构件在电镀孔隙中留下的未能洗净的电解质，焊料，胶类，易发生电解的物质，灰尘等离子污染，结露等。从更深入的研究来看，线路

8、和结构的设计也与是否发生离子迁移故障有关连。因为线路板上的电场分布和易氧化金属材料所带的电的极性，是与线路和结构的设计有关的。其中线路间距和线路间所存在的直流电场与发生离子迁移有直接的关系，当两相邻近的线路间有直流电场存在，包括同相电流间的电位差的存在，在潮湿条件下，极易发生