PCB電路板故障原因之銅離子遷移

　　一般高密度增層PCB電路板的故障模式主要有兩種。第一種為導(dǎo)體層間的銅離子遷移，對半徑只有0.87A的銅離子而言，環(huán)氧樹脂可視為是海棉狀的結(jié)構(gòu)，因此銅離子如果受到導(dǎo)電層間電壓的影響很容易通過環(huán)氧樹脂而由陰極到達(dá)陽極形成樹枝狀的銅析出物。

　　銅離子遷移比較容易發(fā)生在上下相間的導(dǎo)電層而比較不容易發(fā)生在同一層導(dǎo)線之間，主要原因是因?yàn)橄噜弻?dǎo)電層之間的絕緣層厚度通常只有40um，而同一導(dǎo)電層內(nèi)的導(dǎo)線間距一般為100um，而由電場強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看，垂直導(dǎo)線方向的電場強(qiáng)度也比平面上的電場強(qiáng)度大，因此上下相間的導(dǎo)電層比較容易產(chǎn)生銅離子遷移。

　　如果同一層導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生銅離子遷移時有可能的原因是樹脂特性以外的因素所造成的結(jié)果，例如圖7.16為去除晶片的線路板接合部分表面，由照片可以看到中間的三條線路間有產(chǎn)生銅離子遷移的現(xiàn)象，這些導(dǎo)線之間的最小線距為65um，因此銅離子遷移的現(xiàn)象不只發(fā)生在距離只有40um的相鄰導(dǎo)線層間也會發(fā)生在線距65um的相鄰導(dǎo)線之間。

　　造成橫向銅離子遷移的主要原因是印刷電路板表面銅箔和樹脂之間的黏結(jié)強(qiáng)度較弱。同樣的問題也發(fā)生在防錫漆開口的位置，銅導(dǎo)線和防錫漆之間多少會有undercut產(chǎn)生。因此在形成防焊漆之后進(jìn)行的制程如鍍金，如果殘留化學(xué)藥品清洗不干凈時，便會造成undercut的地方產(chǎn)生銅遷移的問題。