CAF失效的基材影響因素:環(huán)氧樹脂與BT樹脂的對比
一、引言
導(dǎo)電陽極絲(CAF)是PCB在高溫高濕環(huán)境下可能出現(xiàn)的電化學(xué)現(xiàn)象,導(dǎo)致絕緣電阻下降、漏電流增加,甚至短路。選擇合適的基材對于抑制CAF至關(guān)重要。本文將通過電遷移測試(85℃/85%RH/50V),對比環(huán)氧樹脂和BT樹脂的離子遷移抑制能力。
二、CAF失效機理
CAF的形成需要滿足以下條件:
- 電勢差:提供離子運動的動力。
- 材料間隙:提供離子遷移的通道。
- 濕氣:提供離子化的環(huán)境媒介。
- 金屬離子:參與電化學(xué)反應(yīng)。
在高溫高濕環(huán)境下,樹脂和玻纖之間的附著力劣化,促成玻纖表面的硅烷偶聯(lián)劑水解,形成銅離子遷移的通道。在電場作用下,銅離子向陰極遷移,與雜質(zhì)離子或OH?結(jié)合,形成導(dǎo)電鹽,導(dǎo)致絕緣性能下降。
三、環(huán)氧樹脂與BT樹脂的特性對比
(一)環(huán)氧樹脂
- 優(yōu)點:良好的粘附性和加工性,成本較低。
- 缺點:吸水率較高,在高溫高濕環(huán)境下容易形成CAF通道。
(二)BT樹脂
- 優(yōu)點:優(yōu)異的耐熱性和低吸水率,能夠有效抑制離子遷移。
- 缺點:成本較高,加工難度較大。
四、電遷移測試
(一)測試條件
- 溫度:85℃
- 濕度:85%RH
- 電壓:50V
- 測試時間:通常為數(shù)百小時,以觀察CAF的形成情況。
(二)測試結(jié)果
1. 環(huán)氧樹脂:在測試條件下,環(huán)氧樹脂基材的CAF失效較為明顯,絕緣電阻下降較快,漏電流增加顯著。
2. BT樹脂:BT樹脂基材表現(xiàn)出優(yōu)異的耐CAF性能,絕緣電阻保持較高,漏電流增加緩慢。
(三)結(jié)果分析
BT樹脂的低吸水率和高耐熱性使其在高溫高濕環(huán)境下能夠有效抑制離子遷移,減少CAF通道的形成。而環(huán)氧樹脂由于吸水率較高,在相同條件下更容易形成CAF通道,導(dǎo)致絕緣性能下降。
通過電遷移測試可以看出,BT樹脂在抑制CAF方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,適用于對可靠性要求較高的PCB設(shè)計。環(huán)氧樹脂雖然成本較低,但在高溫高濕環(huán)境下容易出現(xiàn)CAF失效,適用于對成本敏感且環(huán)境要求不高的應(yīng)用場景。選擇合適的基材是確保PCB在惡劣環(huán)境下可靠運行的關(guān)鍵。
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