Des conditions environnementales défavorables, telles que des variations de température ou une forte humidité de l'air, n'agissent pas seulement sur la surface des circuits imprimés. À l'intérieur du circuit imprimé, des chemins conducteurs peuvent également se former entre des structures conductrices présentant une différence de potentiel, ce qui entraîne un court-circuit et provoque une panne. Outre la résistance de surface, il convient donc également d'évaluer la résistance volumique du circuit imprimé quant à sa résistance à long terme. Le test CAF est une méthode appropriée.
Que signifie CAF ?
CAF signifie Conductive Anodic Filament et décrit l'effet physico-chimique de la migration des ions - généralement des composés de cuivre - le long des fibres de verre à l'intérieur du circuit imprimé. Suite à la migration, des chemins conducteurs se forment et entraînent une diminution de la résistance d'isolation entre les pistes conductrices sous tension. Dans les cas extrêmes, cela provoque un court-circuit ou une panne du module.
Qu'est-ce qui caractérise le processus de défaillance à l'intérieur des circuits imprimés ?
Par rapport aux processus de changement superficiels, qui se font au moyen de Test SIR les processus de défaillance à l'intérieur du circuit imprimé sont généralement plus lents. En outre, ils sont beaucoup plus influencés par le choix des matériaux, le layout et les conditions de traitement que par une manipulation erronée ou un nettoyage insuffisant. C'est justement lorsque les distances entre les conducteurs et la taille totale des pièces deviennent de plus en plus petites, dans le cadre de la miniaturisation, que le test CAF gagne en importance.
Comment se déroule le test CAF ?
Les pièces à tester avec des structures de test spécifiques sont reliées dans l'enceinte climatique à des câbles qui sont acheminés vers l'extérieur jusqu'au système de mesure de la résistance. Le système mesure la résistance absolue et le courant de fuite à intervalles réguliers, par exemple entre des rangées de trous de polarité opposée ou entre des trous et des conducteurs situés à l'intérieur.
Conditions de test typiques :
- Pré-vieillissement : 3x simulation de refusion soudure sans plomb
- température : 85° C
- Humidité relative 85 %
- Tension de polarisation : 100 - 1.000 V
- Durée du test : 1 000 à 3 000 h
Comme critère de défaillance, on définit soit la limite inférieure de résistance (10 MOhm), soit la chute maximale de résistance par rapport à la résistance initiale (3 dixièmes de pourcent), soit encore la limite supérieure du courant de fuite. Les temps de défaillance sont évalués à l'aide de la statistique de Weibull et les paramètres de durée de vie souhaités sont fournis pour ce type de défaillance.
Comment éviter les processus de défaillance à l'intérieur du circuit imprimé ?
Il s'agit d'obtenir une grande résistance à la dégradation des propriétés d'isolation interne. Les facteurs suivants jouent un rôle à cet égard :
- Le choix de matériaux de base résistants au CAF
- l'utilisation de structures de couches optimisées en termes d'extension de l'axe z afin d'éviter les délaminations lors du traitement
- Un contrôle de la mise en page pour des distances minimales
- la réduction des décalages de layout, qui entraîne un raccourcissement des distances d'isolation
- éviter les résidus de processus sous forme de particules qui raccourcissent les distances
- Une manipulation propre
- Une qualité de nettoyage élevée dans tous les processus intermédiaires
Où trouver plus d'informations sur le test CAF ?
Des informations détaillées sur la procédure de test CAF ainsi que de précieux conseils d'experts provenant directement du laboratoire de qualité du groupe KSG sont disponibles dans le cadre du séminaire en ligne XPERTS "Du gigaohm au court-circuit : les circuits imprimés soumis au test climatique CAF" organisé par le Dr Swantje Frühauf et Holger Bönitz. Ici pour s'inscrire.
