導(dǎo)電陽極絲（Conductive Anodic Filament，CAF）它主要發(fā)生在印刷電路板（PCB）中，是電化學(xué)遷移現(xiàn)象中的一個(gè)重要類別，由于玻纖與樹脂之間存在縫隙，在濕熱環(huán)境和電勢(shì)差的作用下，銅離子會(huì)沿著這些縫隙遷移并沉積，形成導(dǎo)電路徑。這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致相鄰導(dǎo)體之間的絕緣性能下降，甚至可能引發(fā)短路，從而對(duì)電子設(shè)備的可靠性造成嚴(yán)重影響。

CAF的發(fā)生條件與影響因素

1.CAF的發(fā)生條件電勢(shì)差：

電勢(shì)差的存在為離子的運(yùn)動(dòng)提供了動(dòng)力。

樹脂與玻纖的間隙：

這些間隙為離子的遷移提供了通道。

金屬銅離子：

銅離子是CAF形成的關(guān)鍵物質(zhì)基礎(chǔ)。

濕氣：

濕氣為離子化提供了必要的環(huán)境媒介。

2.影響CAF生長(zhǎng)的因素PCB板材：

吸水性強(qiáng)的板材更容易發(fā)生CAF。

鉆孔工藝：

不良的鉆孔工藝可能在玻纖和樹脂間產(chǎn)生裂縫，從而加劇CAF的形成。

PCB設(shè)計(jì)：

疊板結(jié)構(gòu)、層間絕緣層厚度、孔間距等因素都會(huì)影響CAF的發(fā)生概率。

電勢(shì)差：

電勢(shì)差越大，CAF的形成速度越快。

環(huán)境因素：

濕熱環(huán)境為CAF的生長(zhǎng)提供了有利條件。

應(yīng)對(duì)策略

1.材料與工藝優(yōu)化選擇耐CAF板材：

在有CAF風(fēng)險(xiǎn)的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用耐CAF的板材，如開纖布?jí)褐频陌宀模?yōu)化PCB疊板結(jié)構(gòu)，減少吸水性強(qiáng)的材料（如7628）的使用。

嚴(yán)格控制鉆孔工藝：

合理控制鉆刀速度和打磨次數(shù)，避免在玻纖與樹脂間產(chǎn)生過多裂縫。

PCB設(shè)計(jì)優(yōu)化

優(yōu)化孔設(shè)計(jì)：

對(duì)于孔距小于14mil（0.35mm）的通孔，可以通過增大孔距或采用錯(cuò)位排列的方式降低CAF的風(fēng)險(xiǎn)。錯(cuò)位排列可以增加CAF生長(zhǎng)的路徑長(zhǎng)度，從而降低其發(fā)生概率。

考慮玻璃紗方向：

緯向玻璃紗的樹脂浸潤(rùn)性更好，鉆孔裂傷也更小，因此其耐CAF性能優(yōu)于經(jīng)向玻璃紗。

環(huán)境控制與驗(yàn)證

嚴(yán)格控制存儲(chǔ)與運(yùn)輸環(huán)境：

確保半成品和成品在干燥、穩(wěn)定的環(huán)境中儲(chǔ)存和運(yùn)輸，避免濕熱環(huán)境對(duì)PCB的影響。

CAF驗(yàn)證：

對(duì)于無法調(diào)整孔距的通孔設(shè)計(jì)，應(yīng)進(jìn)行CAF驗(yàn)證（參照IPC或JIS標(biāo)準(zhǔn)），確保其可靠性。

CAF測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與步驟

1.測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

CAF測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)為IPC-TM-650-2.6.25。

2.測(cè)試步驟前處理：

• 使用有機(jī)溶劑清洗樣板，并對(duì)焊接處進(jìn)行清洗。
• 將樣品在105±2℃的環(huán)境下烘烤6小時(shí)。
• 將樣品在23±2℃、50±5%RH的環(huán)境中保留24小時(shí)，測(cè)試阻值。

濕熱老化：

將樣品放入恒溫恒濕柜，在85±2℃、87+3/-2%RH的環(huán)境下保留96小時(shí)，若阻值下降1個(gè)數(shù)量級(jí)（10倍），則判定為fail。

加電壓測(cè)試：

施加100V電壓，在85±2℃、87+3/-2%RH的環(huán)境下每24小時(shí)進(jìn)行一次測(cè)試，當(dāng)阻值下降1個(gè)數(shù)量級(jí)（10倍）時(shí)判定為fail。當(dāng)超過50%的樣品fail時(shí)，測(cè)試停止。金鑒實(shí)驗(yàn)室具備先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，進(jìn)行專業(yè)的電壓測(cè)試，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

測(cè)試完成：

500小時(shí)后（共596小時(shí)），測(cè)試可以完成。根據(jù)實(shí)際情況，測(cè)試時(shí)間可以增加到1000小時(shí)。

CAF測(cè)試實(shí)例

靜置條件：

85℃，相對(duì)濕度85%RH，不加偏壓，靜置96小時(shí)后測(cè)試絕緣電阻R1。

加偏壓測(cè)試：

85±2℃，相對(duì)濕度83~88%RH，施加50V DC偏壓，持續(xù)240小時(shí)。電阻監(jiān)控每1小時(shí)測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)R2，測(cè)試電壓為100V。

總結(jié)

通過這些測(cè)試，可以有效評(píng)估PCB在濕熱環(huán)境下的CAF風(fēng)險(xiǎn)，從而為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。導(dǎo)電陽極絲（CAF）是影響PCB可靠性的重要因素之一。