Что такое «эффект фитиля»? Какие проблемы с качеством может вызвать явление фитиля на печатной плате? 

«Фитиль» относится к той части свечи или древней масляной лампы, которая непрерывно подает масло для горения. Обычно она выполнена из легко впитывающих масло тонких волокон или скрученных хлопковых нитей. Поскольку они не сплавлены, между волокнами остаются небольшие промежутки. Если один конец фитиля погрузить в масло, жидкость будет перемещаться по промежуткам между волокнами за счет «капиллярного действия». Это явление называется «эффект фитиля».

Что означает «фитиль» на печатной плате? Какие проблемы с качеством может вызвать эффект фитиля?

В электронной промышленности «эффект фитиля» обычно относится к ситуации, когда при механическом сверлении PTH и via на печатной плате (PCB) из-за вибрации и трения возникает сильное нагревание, которое плавит смолу, а усилие от высокоскоростного вращения сверла разрывает волокна в стеклотканевых прядях. При последующем процессе осаждения меди жидкая медь проникает через образовавшиеся между волокнами платы трещины. Так как этот процесс проникновения меди аналогичен принципу действия фитиля для всасывания масла, его так и называют, на самом деле это проявление явления капиллярности.

Контроль явления проникновения меди (Wicking) в процессе производства печатных плат (PCB)

Здесь необходимо сначала пояснить, что в материале печатной платы, кроме пучков стекловолокон, добавляется большое количество смешанных смол и наполнителей для уплотнения и укрепления структуры платы. В нормальных условиях вокруг стекловолокна все пространство заполняют эти смолы и наполнители, поэтому проблемы с “филиалом” (лампочным эффектом) обычно не слишком серьёзны, а глубина такого эффекта также невелика.

Однако явление “филиала” действительно представляет собой потенциальную проблему качества при сборке печатных плат (PCBA), так как при определённых условиях длина проникновения меди может продолжать увеличиваться, в конечном счёте вызывая электрические короткие замыкания, нарушения работы электронной продукции или значительное увеличение утечки тока. Поэтому отрасль уже давно установила стандарты контроля длины проникновения меди в IPC-A-600.

Класс 1: проникновение меди не должно превышать 125 μм (4,291 mil)
Класс 2: проникновение меди не должно превышать 100 μм (3,937 mil)
Класс 3: проникновение меди не должно превышать 80 μм (3,15 mil)

Под «эффектом фитиля» на печатной плате обычно понимается ситуация, когда при механическом сверлении платы из-за вибрации стекловолокно разделяется, а при нанесении медного покрытия жидкая медь просачивается через щели между волокнами платы. Этот эффект аналогичен принципу работы фитиля, поэтому так его и называют.

С распространением мобильных телефонов и дальнейшим ускорением технологического прогресса, трассировка и конструкция переходных отверстий на печатных платах стали более плотными, а многослойные платы — более многочисленными. Поэтому проблема «эффекта фитиля» становится все более актуальной, а также все чаще обсуждаются случаи дефектов, связанных с «CAF — микрокороткими замыканиями внутри платы», и поднимается вопрос об их устранении.

Так называемый CAF возникает при сочетании наличия влаги, смещенного напряжения, черезводного пути и открытой меди вместе с эффектом фитиля и представляет собой явление «электронной миграции», или «медной миграции». Изначально это вызывает периодические микрокороткие замыкания между соседними цепями, из-за чего работа продукта становится нестабильной. Хотя в конечном итоге это может привести к постоянному короткому замыканию, до того момента продукт, как правило, уже подвергается рекламациям или выбрасывается.

Липкая лента для пайки также является применением эффекта фитиля или «капиллярного явления».

Оплетка для удаления припоя. При необходимости ремонта печатных плат часто применяется ручное удаление припоя. Обычно используют плоскую широкую оплетку, сплетённую из тонких медных проводников, которую помещают в контакт с площадкой для удаления припоя или прямо над ней. Затем паяльником нагревают оплетку, расплавляя припой, благодаря чему температура оплетки становится выше, и излишки припоя легко поглощаются оплеткой, достигая эффекта выравнивания поверхности. Применение оплетки для удаления припоя основано на принципе «кернового эффекта» или капиллярного действия, что является типичным методом удаления припоя.