尘土覆盖密度对电路板电化学迁移失效的作用

高密度电封装在一定温湿环境和电位差作用下,相邻线路、焊点之间易发生电化学迁移导致绝缘失效。在尘土污染严重的情况下,电子设备内部的尘土颗粒沉积改变了电路板表面临界湿度,从而改变电化学迁移的失效机理和时间。该文采用温湿偏置实验研究13~18μm粒径的尘土颗粒覆盖密度与环境温度、湿度、电场强度交互作用下对电路板电化学迁移失效时间的影响,发现颗粒覆盖密度造成的电化学迁移失效时间呈非单调变化。颗粒覆盖密度低于350μg/cm2时,失效时间与颗粒覆盖密度呈负指数函数;高于350μg/cm2时,呈正指数函数。从颗粒吸附水分与改变晶枝生长路径两方面分析了颗粒分布在高、低密度区对电化学迁移失效的作用机理,为建立尘土污染环境下高密度电路板的可靠性检测方法奠定了基础。

尘土颗粒影响下电路板电化学迁移失效寿命建模探索

针对离散尘土颗粒与温度、湿度、电场强度交互作用的复杂条件下,难以有效建立电路板电化学迁移的失效物理模型的问题,通过温湿偏置加速实验,模拟不同积尘密度下电路板的电化学迁移失效,分析颗粒分布密度对电路板绝缘失效时间的作用特性.采用正交实验获取不同尘土颗粒密度、温度、湿度、电场条件下电路板绝缘失效的寿命数据.基于数据驱动的方法,探讨电路板在尘土颗粒污染下的电化学迁移失效寿命建模.对比了多项式回归、机器学习中的梯度提升回归树和随机森林3种方法在尘土分布密度的高低区间内的寿命预测效果.讨论了尘土颗粒污染下利用机器学习建立电路板电化学迁移失效寿命模型的有效性.