原创可靠性第011篇 PCBA的绝缘失效

 2024-7-9 22:24  587 3 3 分类: 模拟文集: 2 可靠性设计

[初次发表 24-07-09 最后编辑：24-07-·14]

PCBA绝缘失效有三种失效机理——腐蚀、短路和高压击穿。

PCB绝缘失效是指不同电气网络间的实际绝缘电阻低于设计值。PCB的材料是电介质即绝缘材料，长期受到电场、热、机械应力的作用时，会发生极化、电导、损耗和击穿等现象。这些现象可以用几个物理参数来表征：相对介电常数、电阻率、介质损耗因数、击穿电压。

接下来几篇将重点分享PCBA的腐蚀问题，这与表面洁净度有关。如今，小间距、底部焊接为特征的新一代半导体器件封装大行其道，对制造工艺环节的洁净度控制提出了挑战。

腐蚀的失效模式常常是枝晶、CAF、漏电、烧板等绝缘问题。对航空航天、汽车电子等要求长寿命、高可靠、低可维护性的电子产品是不可接受的，对要求长期工作、较高可靠性的工业电子产品是需要足够重视的。

PCB在组装过程中会越来越“脏”，控制表面洁净度的努力已发展为一个系统工程。在PCB行业和电子组装行业，通过组合采用离子浓度测量（ROSE）、离子色谱分析（IC）和表面绝缘电阻（SIR）检测方法，采用统计过程控制（SPC），洁净度已成为工艺失效模式和影响分析（PFMEA）和工艺过程验证（PV）的一部分，并且成为高密度、免清洗PCBA的设计约束。

短路的电阻在10 Ohm以内，通常的原因是 CAM图纸错误、导体蚀刻不净、PCB叠层有异物、叠层偏移和电镀异常。

高压击穿可以发生在阻焊层，也可以来自环氧树脂炭化所形成的炭黑物质，电阻在10~1 MOhm。