尘土颗粒影响下电路板电化学迁移失效寿命建模探索

发布时间：2024-02-05 08:06

　　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.

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【部分图文】：

图1梳状电路板样品

测试样品采用FR-4梳状印制电路板，设计参照标准IPC-B-25A，如图1所示．镀银层厚度为0.15μm，平行线路之间的距离为0.32mm，每块电路板上有3个相同的梳状线路．1.3电化学迁移的实验条件和方法

图23种实验条件下梳状电路板样品的表面绝缘电阻

图2给出了3种实验条件下的梳状电路板样品24h的表面绝缘电阻曲线．对于65℃、90%RH、550μg/cm2和20V偏置电压条件下的电路板样品，最初表面绝缘电阻在109Ω左右，85min时，表面绝缘电阻突然下降到106Ω，并在106～107Ω波动，232min后，电路板的....

图3温湿偏置实验后电路板样品晶枝形貌

用光学显微镜观察实验后的电路板样品如图3所示，可见，在印制电路板上形成了明显的树枝状组织———晶枝．阳极的金属被氧化成阳离子，在电场力的作用下在电路板表面水膜中迁移至阴极，被还原成为金属原子，逐渐从阴极向阳极生长成树枝状金属沉积物———晶枝，这是产生电路板线间表面绝缘电阻下降的根....

图4电路板电化学迁移失效时间与颗粒分布密度的关系

以85℃、93%RH、12V偏置电压、颗粒分布密度为0～650μg/cm2条件下的电路板电化学迁移失效时间曲线为例，讨论尘土颗粒分布密度对电路板电化学迁移失效时间的影响．电路板电化学迁移失效时间与尘土颗粒分布密度的关系如图4所示，每个点为3次实验寿命数据威布尔拟合的特征寿命值．....

本文编号：3895916