1. نظرة عامة على مشكلة تسرب ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأخيرة
واجهنا مؤخرًا مشكلة تسرب ثنائي الفينيل متعدد الكلور. المنتج منخفض الطاقة. يسحب الجهاز بأكمله عادةً تيارًا على مستوى ميكرو أمبير (µA). بعد تقادمه في درجة الحرارة العادية لبعض الوقت، وجدنا أن استهلاكه للطاقة ارتفع. حتى أن بعض العينات وصلت إلى مستوى الميلي أمبير (mA).
استبعدنا بعناية أعطال المكونات. في النهاية وجدنا عقدة 5 فولت. عندما كان المنتج في وضع السكون، يجب أن تكون هذه العقدة 0 فولت، ولكن كان لديها انخفاض حوالي 1.8 فولت.
قطعنا آثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور بعناية. ولدهشتنا، أمكن قياس شريحتين لم يكن لهما توصيل كهربائي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأظهرتا مقاومة تبلغ عدة مئات من الأوم بينهما. فحصنا ملفات التصميم. إنها لوحة من طبقتين. التباعد بين الفتحات والوسادات > 6 مل. التباعد بين الفتحات والجدار> 18 مل. هذا التصميم طبيعي للحفر القياسي في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
أزلنا قناع اللحام لاستبعاد التلوث الموصّل على القناع أو سطح الممر. المقاومة المقاسة بين الفتحات لا تزال موجودة. لم نتمكن من تفسير ذلك لفترة من الوقت. ثم اكتشفنا أن التسرب ناتج عن “تأثير CAF”.”
2. ما هو CAF
CAF تعني الترشيح الأنودي الموصّل. وهو عبارة عن سلوك تسرب داخل ثنائي الفينيل متعدد الكلور حيث تتحرك أيونات النحاس من الأنود (الجهد العالي) على طول قنوات الشقوق الدقيقة بين الألياف الزجاجية نحو الكاثود (الجهد المنخفض). خلال هذه العملية، يتسبب النحاس وأملاح النحاس في حدوث تسرب.
في الصورة، بعد طحن شريحتين متجاورتين بالطول والنظر إليهما تحت المجهر الإلكتروني بدقة 100×، تبدو الصفائح داكنة. المناطق الذهبية اللامعة هي النحاس. يمكنك رؤية بقع نحاسية وخيوط نحاسية بين الفتحتين.
3. كيف يتشكل (الآلية)
عادي صفائح fr4 ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتم تصنيعها عن طريق نسج الألياف الزجاجية في قماش، ثم ترطيبها براتنج الإيبوكسي وشبه المعالجة. إذا كان الالتصاق بين الراتنج والألياف الزجاجية ضعيفًا، أو إذا لم يبلل الراتنج الزجاج بالكامل، فقد تظهر فجوات بينهما. أثناء المعالجة الميكانيكية مثل الحفر، يمكن أن يؤدي السحب المماسي والصدمة المحورية إلى مزيد من الضرر لالتصاق الراتنج. يمكن أن يؤدي ذلك إلى فك أو فصل حزم الألياف وإحداث فجوات.
عندما تكون البيئة حارة ورطبة، يتحلل الالتصاق بين الإيبوكسي والألياف الزجاجية بشكل أكبر. يمكن لعوامل اقتران السيلان على سطح الألياف الزجاجية أن تتحلل مائيًا. وهذا يخلق مسارات على طول تقوية الألياف الزجاجية التي تسمح بانتقال الإلكترونات.
في ظل هذه الظروف، إذا كان هناك فرق جهد بين الفتحتين المتجاورتين، يمكن أن يتأكسد النحاس عند الأنود ذي الجهد الأعلى إلى أيونات نحاس. تحت المجال الكهربي، تتحرك أيونات النحاس نحو مهبط الجهد المنخفض. أثناء الهجرة، تتحد مع أيونات الشوائب في الصفائح أو مع OH- لتكوين أملاح موصلة غير قابلة للذوبان، والتي تترسب. ونتيجة لذلك، ينخفض التباعد الكهربائي بين الفتحتين العازلتين انخفاضًا حادًا. وفي الحالات الشديدة، يمكن أن تشكل مسارًا موصلًا مباشرًا وقصيرًا.
التفاعلات عند القطب الموجب والكاثود (كما هو ملاحظ):
الأنود:
النحاس → النحاس ⁺² + 2 ه-
H₂O → H⁺ + OH-
القطب السالب:
2 H⁺ + 2 e- → H₂
Cu²⁺ + 2 OH- → Cu(OH)₂
النحاس (OH)₂ → CuO + H₂O
CuO + H₂O → Cu(OH)₂ → Cu²⁺ + 2 OH-
Cu²⁺ + 2 e- → Cu
4. ملاحظات من تجربتنا
قبل أن نعرف أن السبب هو CAF، كنا في حيرة من أمرنا بسبب المقاومة بين شريحتين معزولتين. وبعد البحث في المؤلفات، وجدنا أن العديد من الأقران عانوا من نفس المشكلة. لقد أصبحت مشكلة المقاومة العازلة العازلة للكلور مشكلة موثوقية ملحوظة في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
5. كيفية منع أو الحد من الترددات الكهرومغناطيسية
تحسين مقاومة التصفيح لـ CAF. بالنسبة لعملية ركيزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ارفع نقاء أيونات المواد. استخدام راتنجات منخفضة الامتصاص للرطوبة. تأكد من أن القماش الزجاجي مبلل بالكامل بالراتنج ويرتبط جيدًا.
كن حذرًا مع الحفر أو الليزر عبر العمليات. يمكن أن ينتج الحفر أو الليزر حرارة محلية عالية. إذا تجاوزت درجة الحرارة درجة حرارة اللوح Tg، يمكن أن يذوب الراتنج ويشكل بقايا. يمكن أن تتسبب البقايا على جدران الثقب في ضعف التلامس أثناء الطلاء. لذلك، قم بإزالة البقايا قبل الطلاء. ملحوظة: يمكن أن يؤدي النقع أثناء إزالة البقايا إلى تآكل الفتحات وقد يتسبب في تلوث النحاس، مما قد يجعل هجرة النحاس لاحقًا أسهل.
زيادة التباعد بين الممر إلى الممر في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. أيضًا، عادةً ما تتبع قنوات القفل الزجاجي التكراري عادةً نفس حزمة الألياف الزجاجية. يساعد تداخل أو إزاحة القنوات المتجاورة على تقليل مخاطر القفل الزجاجي المكافئ.
تنظيف أسطح PCBA. على سبيل المثال، استخدم مسدس هواء عالي الضغط لإزالة الغبار وتجنب بقايا الشوائب التي يمكن أن تسبب كيمياء كهربائية غير مرغوب فيها. ضع طلاءً مطابقًا على سطح PCBA لمنع دخول الرطوبة، خاصةً في البيئات الحارة والرطبة.
