阳极:

Cu → Cu2++2e– 

H2O →  H++OH- 

阴极:

2H++2e– → H2

Cu2++2OH– → Cu(OH)2

Cu(OH)2 → CuO+H2O

CuO+H2O → Cu(OH)2 → Cu2++2OH–

Cu2++2e– → Cu

在还没有意识到CAF效应导致的不良之前,我对于相互绝缘的两个过孔间出现阻值的现象感到不可思议,后来经过资料查询,才发现许多同行也为这个问题困扰过,甚至CAF效应已经是PCB业内一个较为热门的可靠性问题之一!

如何防止或减少CAF的发生?

1. 提高板材在抗CAF方面的能力。对于电路板基材工艺,可以从提高材料中离子纯度、使用低吸湿性树脂、玻璃布被树脂充分浸泡结合良好等方面进行提高。对于应用端的工程师,在板材选型时,可以考虑使用耐CAF板材。如下板材供应商生益的板材选型中,就有耐CAF的板材可供选型。

PCB漏电是什么导致的

2. PCB的机械钻孔或镭射烧孔会产生高温,超过板材的Tg点时会融溶并形成残渣,这些残渣附着于孔壁会造成镀铜时接触不良,因此在镀铜前必须进行除渣作业,除渣作业中的浸泡处理会对通孔造成一定的侵蚀并可能带来渗铜问题,使后续的铜迁移现象更加容易;

3. PCB设计时,增加通孔间距,另外,由于CAF通道几乎沿着同一玻璃纤维束产生,因此,将相邻的通孔交叉发布有助于降低CAF的发生;

PCB漏电是什么导致的

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4. 对PCBA进行表面清洁处理,例如使用高压气枪进行灰尘清理,避免杂质残留导致不必要的杂质发生电解。另外,在PCBA表面涂覆三防漆,避免水汽的侵入,特别是在高温高湿的地理环境。

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对于这个CAF问题导致的漏电问题,从一开始的困扰到后面的豁然开朗,这其中有两点让我有了更深的体会:

1. 对于一个bug现象的存在,当自己感到不可思议时,也请保持一种客观的态度面对,因为当前现象与已有认知的相去甚远,很可能只是你的知识体系里有盲区而已。碰到CAF现象时,我向PCB产商抛出“相互绝缘的过孔间为什么会有阻值存在”的问题,产商也觉得不可思议,但对方基于“自己做了几十年的板子也没有客户反应过这个问题”的经验性思维,始终没能客观地面对这个问题的存在,在这个前提下,即使有再好的配合力度,所谓的验证也就只能停留在了自证自己材料、制程属于行业规范的层面上,但CAF对于目前PCB行业来说本来就是一个无法100%规避的问题。由此迫使我找第三方的厂家进行剖片分析,显而易见地看到孔间的铜后,该问题才有了不容反驳的定论;