采信团体标准项目《导电阳极丝热成像辅助定位失效分析方法》由 TC47(全国印制电路标准化技术委员会)归口 ,主管部门为工业和信息化部(电子)。
主要起草单位 深南电路股份有限公司 、广东生益科技股份有限公司 。
| 31 电子学 |
| 31.180 印制电路和印制电路板 |
印制电路板
红外热成像检测原理:根据热激励信号的分类,本标准使用的红外系统为锁相热成像,通过给样品连接脉冲电源,提供周期性的热激励源,若样品存在缺陷,热波会被缺陷反射回表面,样品表面红外辐射分布将发生周期性变化,利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射变成电信号,该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱,进而通过显像系统将反映红外辐射分布的电子视频信号显示出来,最后得到反映缺陷的红外热像图。 参数设置:红外热成像试验的初始电压设置0.1v,限流设置1μA,相当于初始功率0.1μW,小于常用设备的最小设置功率,不会破坏导电阳极丝,若限流设置更小,电压初始设置不调整的情况下,初始功率过小,失效样品的热辐射不会发生明显变化。需注意的是,在调整参数过程中,漏电流的设置应小于1mA,加载电压设置与失效时绝缘阻值的大小呈正比,且小于CAF试验给样品加载的电压。 试验统计数据:本标准对于CAF高温测试的最终阻值小于106Ω的样品,精准定位到失效点的概率约为90%(300/340),对于最终阻值为106~108Ω的样品,定位到失效点的概率约为50%(150/310);使用热成像显微镜锁定失效点后,切片研磨观察到离子迁移的概率约为80%(350/450)。
以下为相关标准比对情况: 标准名称 适用范围 GB/T 38883-2020 无损检测 主动式红外热成像检测方法 适用范围:主要检测复合材料、金属材料和涂层材料,如材料空隙/裂纹/分层和涂层厚度的评估 ASTM E1934-99a(2018) Standard Guide for Examining Electrical and Mechanical Equipment with Infrared Thermography 适用范围:主要检测运行过程中的机械设备和电气设备,便于及时发现温度异常的设备 ASTM D4788-03(2022) 用红外热成像法检测桥面分层的标准试验方法 适用范围:主要检测桥面分层位置 IPC-TM-650 2.6.25C Conductive Anodic Filament (CAF) Resistance Test: X-Y Axis 适用范围:主要评估印刷板内导电阳极丝 (CAF) 生长和其他形式的电化学迁移失效模式的方法 IPC-9691B Conductive Anodic Filament (CAF) Resistance and Other Internal Electrochemical Migration Testing 适用范围:对IPC-TM-650 2.6.25方法的补充指引
印制电路板作为承载服务器电气性能的关键部件,其设计需求与服务器整机性能强相关,随着服务器产品的不断迭代,无论是从计算速率、体积、能耗、存储空间,都在呈急速上升的态势。为了匹配服务器产品的需求,印制电路板的制造能力水平需要不断提升。 由于高性能服务器在普通服务器的基础上进一步提升计算速率,在进行高速计算的同时满足数据存储的可靠性,确定了产品的以下特点:高运算速率、高可靠性、超大容量数据存储、高扩展性高迭代性为主要核心要求。因此下游产品驱动印制电路板向高速、高频和集成化、小型化、轻薄化的方向发展。在深南电路与工业和信息化部电子第五研究所合作的国家级项目“2021年高端服务器用高性能印制电路板项目(2021-2022年)”的推进下,为了满足用客户产品迭代的需求,支撑高可靠性变得至关重要。 导电阳极丝(后面简称“CAF”)试验作为印制板可靠性验证的重要测试,其失效后的有损定位分析方法一直是业界的“痛”,因此,深南电路打算结合行业需求和自身研究建立一份无损定位失效点的CAF失效分析方法,即导电阳极丝(CAF)试验热成像辅助定位失效分析方法。 目前这个方法也在推动成为IEC国际标准,目前已基本没什么问题,预计2025年底会正式成为IEC的新提案(NP) 后续也会以采标的形式成为国家标准。
对比有损分析—割线法,使用本标准无损分析锁定失效点结果更精准、更大程度的保护样品且大幅提升效率。割线法的结果为某个区域,测试时效约40~60min,但本标准采用的热成像分析方法仅需5~10min可快速精准的定位到失效点。 标准水平为国内领先,标准制定后将大大减少CAF失效点分析对板件造成的损伤,提高和普及无损分析方法,将PCB CAF失效点分析方法提高一个新台阶。