02.27 阿昆簡單聊下PCB板的腐蝕失效中的CAF(陽極導電金屬絲失效)

之所以是簡單聊一下,是因為感覺這一類的問題有點高深,需要紮實的理論才行。

阿昆總感覺在PCB所有失效裡,腐蝕失效如CAF類失效是一種很“高端”的失效,因為在我們實際工作中,當你遇到相關問題時,比如一塊PCB電路板工作大半年,甚至幾年後出了問題,發現兩個過孔間短路了,或有電阻值了,但你怎麼看也看不出什麼問題,這就需要你有這些理論知識的儲備才行了,你才會往CAF方面去想,說白點,你就是要更有“文化"才行了,不然你想破天,你也百思不得其解。

電了產品的腐蝕主要有電化學腐蝕和化學腐蝕。

銀離子遷移、陽極導電金屬絲、賈凡尼、爬行腐蝕都是電化學腐蝕。

每一種失效的機理不同叫法不一樣,平常大家可能沒有去分的這麼細,更多的會說CAF失效,不一定準確,但要表達的意思都差不多,都是不該短路的地方出現了短路。

對這一類失效解釋再通俗一點就是,兩個原本沒有連接的孔孔、孔線、線線之前因為出現了電離子轉移而出現了漏電甚至直接短路現象造成成品失效。

片式元件電極Ag硫化屬於化學腐蝕(本文不作討論)。




阿昆簡單聊下PCB板的腐蝕失效中的CAF(陽極導電金屬絲失效)

圖片中線路,孔間發生了離子遷移出現短路


阿昆簡單聊下PCB板的腐蝕失效中的CAF(陽極導電金屬絲失效)


阿昆簡單聊下PCB板的腐蝕失效中的CAF(陽極導電金屬絲失效)


如上圖,這些都是因為發生了離子遷移,而使兩個本是開路的孔孔間、線線間、孔線間發生了短路或有一定阻值產生,而導致電路信號出問題而失效。

早期阿昆也經歷過一起類似案例,產品用於沿海,出現不良退回來後發現過孔與周圍地銅皮有阻值了,最後還是根據理論分析包括使用環境、PCB的設計等是發生了CAF現象。

CAF產生機理(先通俗描述下)

1、距離較近的兩個過孔線若存在電勢差,那麼電勢較高的陽極上的銅會被氧化成為銅離子,銅離子在電場的作用下向電勢較低的陰極遷移,在遷移過程中,生成了不溶於水的導電鹽,並沉積下來。

2、PCB板材本身玻璃布纖維在原料製作時就有損傷,形成遷移通道。

(高溫高溼環境會加劇以上形成)




根據這一類腐蝕失效產生機理特別是CAF類失效,我們如何避免,總結下來有三:

1、PCB板材,這一個只能通過廠家方來控制,當然這一類問題有隨機性(比如某個區域剛好有問題,就更容易產生CAF現象),但我們要知道這一塊是受影響的方面。

2、電路設計上:根據玻璃布板纖維結構,儘量拉大線路間距、過孔儘量不要整齊排裂,而是要交錯開,因為一旦出現CAF現象,他是順著纖維結構一直爬下去,這樣就相當於能阻斷遷移通路。還有一點是儘量避免高低電位差較大線路間距過近,以名形成電池。


阿昆簡單聊下PCB板的腐蝕失效中的CAF(陽極導電金屬絲失效)


3、對電路板進行防護,比如使用三防漆等,特別在延海使用,或船上使用的電路板要加強保護以避免外來侵蝕。




1. 對於一個不可思議的現象時,需保持一種客觀的態度面對,因為當前現象與我們當前知識儲備相差很遠,很可能是我們的知識體系盲區。

2.很多設計工程師,對電子器件的認知,除了能用、會用外,對這些器件的製作工藝、基礎材料組成卻是不怎麼知道,而這正是這些器件電氣特性的根本所在,這也就影響了問題分析。

今天就先大概聊到這,還有很多細節內容其實沒有一一說,以後有時間,阿昆想針對這一類電化學腐蝕的問題再詳細說一下。


阿昆簡單聊下PCB板的腐蝕失效中的CAF(陽極導電金屬絲失效)


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