導電陽極絲（CAF，Conductive Anodic Filamentation）是一種在PCB中可能發(fā)生的電化學現(xiàn)象。當PCB處于高溫高濕環(huán)境時，在電壓差的作用下，內(nèi)部的金屬離子沿著玻纖絲間的微裂通道與金屬鹽發(fā)生電化學反應，從而發(fā)生漏電的現(xiàn)象。
如下圖，兩條線路、線路與導通孔、導通孔與導通孔之間都會產(chǎn)生CAF現(xiàn)象。隨著線路密度的增加，線路之間的間距減小，孔密度的增加，CAF通道產(chǎn)生的路徑變短，CAF現(xiàn)象也變成在做PCB可靠性設(shè)計時需要考慮的一個重要因素。
CAF現(xiàn)象發(fā)生的模式
CAF可能導致PCB出現(xiàn)的故障現(xiàn)象如下：
絕緣電阻下降：由于銅離子遷移形成導電通路，相鄰導體之間的絕緣電阻會顯著下降。
漏電流增加：由于電流可能會繞過設(shè)計的路徑，因而漏電流會增加。
電路短路：濕熱環(huán)境會加速CAF的產(chǎn)生，在極端情況下，可能導致線路之間形成短路。
電壓異常：漏電流達到一定程度之后，會導致電路出現(xiàn)電壓降低的現(xiàn)象，導致元器件工作異常。
CAF導致短路
在玻璃纖維增強材料中，樹脂和玻璃纖維絲之間的間隙是最常見的CAF形成的路徑。例如在覆銅板（CCL）含浸的過程中PP中殘留氣泡較多，壓合過程中流膠過大都會形成縫隙，在PCB加工時鉆孔參數(shù)不當或鉆針研磨次數(shù)太多，導致孔壁表面凹凸起伏大。都會產(chǎn)生間隙，成為CAF形成的通道。
電化學反應的前提是水和電解質(zhì)，電勢差會加快電化學反應發(fā)生的速度。在形成CAF的第一階段，在縫隙中存在水分和金屬鹽，在高溫高濕環(huán)境下，會加劇CAF的形成。當板子通電工作之后，在電勢差的作用下，電化學反應加速，這時會產(chǎn)生第二階段的CAF增長。
形成CAF的電化學反應
基材的吸水率越高，PH值越低，越容易發(fā)生CAF。 板子在測試的時候，溫濕度越高，吸附的水分越多，電壓越高，加快電化學反應，CAF生長得越快。
改善CAF最根本的措施是破壞電化學發(fā)生的條件，改善思路是讓玻璃纖維與樹脂致密結(jié)合降低縫隙出現(xiàn)的概率。同時降低樹脂的吸水率，避免縫隙中出現(xiàn)水汽，提高材料的耐CAF能力。
樹脂：使用高純度環(huán)氧樹脂，降低樹脂的吸水性，提高樹脂的耐熱性能，降低在無鉛焊接的過程中，樹脂分解導致板材出現(xiàn)縫隙的可能性。
玻纖布：樹脂與玻纖布的結(jié)合越充分，板材的耐CAF能力越強，優(yōu)先選擇開纖程度較好的玻纖布。
銅箔：銅箔的銅牙太長或不均勻，均會增加發(fā)生CAF的可能性，優(yōu)先選取銅牙均勻的銅箔。
壓合：壓合流膠過大或板邊白化會影響材料的耐CAF性能，需要根據(jù)板材和壓合結(jié)構(gòu)選擇合適的壓合程序。
鉆孔：鉆頭入刀過快或者鉆頭磨損嚴重會導致過孔加工后表面凹凸起伏大，后續(xù)在化學濕制程中，表面凹陷處易聚集或包覆金屬鹽類溶液，滲入細微裂縫中，導致出現(xiàn)CAF問題。鉆孔時需選擇合適的鉆孔參數(shù)和較新的鉆頭，確保鉆孔的質(zhì)量。
除膠渣：殘留膠渣會影響電鍍的質(zhì)量，增加CAF失效的幾率。
雜質(zhì)污染：PCB加工過程中如果有金屬鹽類殘留在板面上，吸潮便會形成CAF問題。因此加工過程需避免殘銅并充分清潔。
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