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

CAF的發(fā)生條件與影響因素

1.CAF的發(fā)生條件電勢差：

電勢差的存在為離子的運動提供了動力。

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形成的關鍵物質基礎。

濕氣：

濕氣為離子化提供了必要的環(huán)境媒介。

2.影響CAF生長的因素PCB板材：

吸水性強的板材更容易發(fā)生CAF。

鉆孔工藝：

不良的鉆孔工藝可能在玻纖和樹脂間產生裂縫，從而加劇CAF的形成。

PCB設計：

疊板結構、層間絕緣層厚度、孔間距等因素都會影響CAF的發(fā)生概率。

電勢差：

電勢差越大，CAF的形成速度越快。

環(huán)境因素：

濕熱環(huán)境為CAF的生長提供了有利條件。

應對策略

1.材料與工藝優(yōu)化選擇耐CAF板材：

在有CAF風險的情況下，應優(yōu)先選用耐CAF的板材，如開纖布壓制的板材，并優(yōu)化PCB疊板結構，減少吸水性強的材料（如7628）的使用。

嚴格控制鉆孔工藝：

合理控制鉆刀速度和打磨次數(shù)，避免在玻纖與樹脂間產生過多裂縫。

PCB設計優(yōu)化

優(yōu)化孔設計：

對于孔距小于14mil（0.35mm）的通孔，可以通過增大孔距或采用錯位排列的方式降低CAF的風險。錯位排列可以增加CAF生長的路徑長度，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性更好，鉆孔裂傷也更小，因此其耐CAF性能優(yōu)于經向玻璃紗。

環(huán)境控制與驗證

嚴格控制存儲與運輸環(huán)境：

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

CAF驗證：

對于無法調整孔距的通孔設計，應進行CAF驗證（參照IPC或JIS標準），確保其可靠性。

CAF測試標準與步驟

1.測試標準

CAF測試的標準為IPC-TM-650-2.6.25。

2.測試步驟前處理：

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

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，若阻值下降1個數(shù)量級（10倍），則判定為fail。

加電壓測試：

施加100V電壓，在85±2℃、87+3/-2%RH的環(huán)境下每24小時進行一次測試，當阻值下降1個數(shù)量級（10倍）時判定為fail。當超過50%的樣品fail時，測試停止。金鑒實驗室具備先進的測試設備，進行專業(yè)的電壓測試，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

測試完成：

500小時后（共596小時），測試可以完成。根據(jù)實際情況，測試時間可以增加到1000小時。

CAF測試實例

靜置條件：

85℃，相對濕度85%RH，不加偏壓，靜置96小時后測試絕緣電阻R1。

加偏壓測試：

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

總結

通過這些測試，可以有效評估PCB在濕熱環(huán)境下的CAF風險，從而為產品設計和工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。導電陽極絲（CAF）是影響PCB可靠性的重要因素之一。