PCB离子迁移测试.pdfVIP

PCB 离子迁移测试 1. 自动测试系统 本公司的自动测试系统是能够将环境试验与电气测试相结合，并在环境试 验中对电子零部件及设备的电气特性进行实时测试、数据处理的系统。其硬件和 软件有能力在环境试验条件下，正确的捕捉评价所需数据和故障模式特有的特性 变化。而环境试验装置的控制、试验管理、数据处理，均由计算机自动实施。 2.连续自动测试的有效性 下面以离子迁移评价为例，介绍一下在试验环境下连续测试的有效性以及实 现这一有效性的自动测试系统。 2-1 离子迁移评价 2- 1-1 离子迁移与评价的重要性 离子迁移是指在印刷电路板等产品上，由于离子化金属向相反电极移动，在 相对电极还原成原来的金属并有析出的现象。 此现象的发生是由于在电极间存在电场和绝缘间隙部存在水分的缘故。实际 上多数由于电路板上杂质影响而在正级一侧析出的。照片1 是用水滴法进行试验 产生离子迁移的照片。离子迁移非常脆弱，在通电瞬间产生的电流会使离子迁移 本身溶断消失。 过去，这本就是众所周知的现象。最近因为在组合电路板、 BGA(Ball Grid Array)等IC 封装件里面的配线，均已向高密度发展，加上它们之 间电场强度增加、绝缘距 缩短，残留焊剂及在新材 中包含的杂质，还有电子 设备便携化容易受吸湿影响，更容易发生离子迁移。而且发生离子迁移后很短时 间内就会产生故障，因此针对这个现象的评价就变得极其重要了。 2- 1-2 离子迁移评价中连续自动测试的有效性 离子迁移评价以前通常使用梳型电路板为试 ，高温高湿环境下 在梳型电 极之间施加电压信号进行试验。电极间绝缘电阻的测试则是在每一个规定时间内 从高温高湿槽中取出试 在室温环境下进行。但是正像前面介绍的那样，可以想 象采用这种评价方法在实际测定时， 子迁移现象已经消失并恢复到高绝缘状 态。因此尽管发生异常，也会存在误认为没有异常的危险。而且大量试 的绝缘 电阻都是由人工测定，处理这些数据本身就是一项既费时、效率又低的工作。为 解决这些问题，就需要在高温高湿环境下一边在电极间施加电压应力，一边连续 的自动测试因离子迁移而在瞬间发生绝缘劣化和绝缘阻值变化，只有这样才是有 效的。 从此例我们可了解到，如果在高温高湿状态下连续测试绝缘电阻，则可以准 确获得因离子迁移导致的绝缘劣化特性和发生故障的时间。而且还可以从电阻值 的变化上知道试验开始初期阶段以来的试 间所产生的差异、以及到发生故障时 电阻值发生了紊乱等信息。通过美国 的 高阻离子偏移测试系统， KEITHLEY 65 可精确的并且高速的进行以上测试并记录。 2- 1-3 离子迁移评价 在离子迁移评价中，应具备在试验环境下高速测试出绝缘劣化的测试功能和 正确测试绝缘电阻变化的功能。而且还能够和环境试验设备实现同步控制，采集 绝缘电阻值、试验环境 （温湿度等）等相关数据并自动生成图表。同时通过电脑 对数据进行处理。 使用KEITHELY65 系统可正确测定10^ 14 级的绝缘电阻，同时通过高速漏 电检知功能可测试出离子迁移发生时，在极短的瞬间内绝缘电阻发生的变化。 在基本配置下，可通过高阻测试系统来测定单个试 。扩展配置下，可以通 过开关系统的切换来同时测定多个试 。为保证获得稳定的高电阻信号，采用了 专测高电阻的测试系统与开关系统。此外还配备了高绝缘电阻测定专用电缆、中 转装置以及控制用电脑等试验所必需的装置。 3. 以下为PCB 相关名词解说 SIR(Surface Insulation Resistance) 表面绝缘电阻 ▲Top 绝缘基板表面的绝缘电阻，相近的导体间须要有高的绝缘电阻,才能发挥回路机能。 将成对的电极交错连接成梳形图案(Pattern)，在高温高湿的条件下给予一固定之直 流电压(BIAS VOLTAGE)，经过长时间之测试(1~1000 小时)并观察线路是否有瞬 间短路之现象进行测定，而静态量测称为表面绝缘电阻。 表面绝缘电阻(SIR)被广泛用来评估污染物对组装件可靠度的影响。与其它方法比 较，SIR 的优点是除了可侦测局部的污染外，亦可测得离子及非离子污染物对印刷 电路板(PCB)可靠度的影响，其效