Full text: Fortschritte in der Metallographie

Diskussion 
Wenn die Vorgehensweise bei der metallographischen Präparation von Anfang an klar war, konnte 
die Größe und die genaue Lage der Fehler zunächst nur vermutet werden. I 
Das hier vorliegende Versagensphänomen ist in der Literatur als CAF=Conductive Anodic Filament 
bzw. CFF=Conductive Filament Formation beschrieben. Es ist eine Korrosionserscheinung, daher 
ist die Zeitverzögerung im Auftreten zu erklären. Für die Bildung sind eine treibende Kraft 
(Potentialdifferenz) und ein Transportmedium notwendig. Als Transportmedium ist ein dünner 
Feuchtefilm mit darin enthaltenen Ionen z.B. entlang einer Grenzfläche ausreichend. Offensichtlich Int 
reicht die im Dielektrium enthaltene Restfeuchte bei 120°C dafiir aus. Dieses Phänomen der » 
Bildung leitfähiger Fäden zeigt eine Abhängigkeit von den Beanspruchungsparametern Temperatur, 
Feuchte und elektrische Spannung, sowie von den äußeren Einflüssen Leiterbahnabstand und — 
form, Laminat-Material sowie Oberflächenschichten (Lack, Passivierung). 
Die reproduzierbaren Ausfälle traten an Testplatinen mit einem bestimmten Harztyp nach 100-400h 
auf. An den anderen Materialien wurden auch nach längerer Zeit (>1000h) keine elektrischen 
Kurzschlüsse gefunden. Eine Auslagerungszeit von 100-400h unter den verwendeten 
Prüfbedingungen reicht somit aus die Resistenz eines geometrisch definierten Materialverbundes 
gegen die Bildung der leitfähigen Kupferfäden zu prüfen. ; 
Zusammenfassung 
Es wurde ein prinzipiell bekanntes Fehlerphänomen an Leiterplatten nach Änderung der Material- 
und Fertigungstechnik nachgewiesen. Unter Verwendung interner Kammstrukturen konnte ein für 
dieses Fehlerphänomen neues beschleunigtes Prüfverfahren zur Materialqualifizierung entwickelt 
und getestet werden. Die metallographische Präparationstechnik ermöglichte die 
Fehlerlokalisierung sowie deren Darstellung; die metallurgischen Untersuchungen verifizierten die 
Ergebnisse der beschleunigten Zuverlässigkeitsprüfung. 
Literatur 
T. Ahrens, F. W. Wulff: Gefüge- und Werkstoffanalyse für die Aufbau- und Verbindungstechnik / 
Microstructure and Materials Analysis for Electronics Packaging. Structure 32, Struers Zeitschrift 
für Materialographie / Struers Journal of Materialography (1998) 9-20. 
K. Rogers, C. Hillman, M. Pecht, S. Nachbor: Conductive filament formation in a printed circuit 
board. Circuit World 25/3 (1999) 6-8. 
B. Rudra, M. Pecht, D. Jennings: Assessing Time-to-Failure Due to Conductive Filament 
Formation in Multi-Layer Organic Laminates. IEEE Transactions on Components, Packaging and 
Manufacturing Techniques — Part B, Vol. 17, No. 3 (August 1994) 269-276. 
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