什么是CAF CAF是怎么形成的CAF的知識點總結(jié)

前段時間做了一個項目，臨近發(fā)板了，項目經(jīng)理突然說這個板子是要出孟加拉的，瞬間淚奔了，因為針對這些高溫、高濕地方都是需要注意符合CAF的要求，在layout設(shè)計中，在避免CAF問題其主要是需要控制不同網(wǎng)絡(luò)的孔與孔，孔與線的間距。于是乎總結(jié)了下有關(guān)CAF的知識點

1、什么是CAF：

CAF（Conductive Anodic Filament）全稱為導(dǎo)電電陽極絲，是指對印刷電路板電極間由于吸附水分后加入電場時，金屬離子沿玻纖紗或者是綠油與基材之間，從一金屬電極向另一金屬電極移動，析出金屬，形成絲狀金屬，將兩電極連通。直白點就是電路板微短路

2、CAF是怎么形成的？

陽極：Cu → Cu2+ +2e– (銅在陽極發(fā)生溶解)

H2O →H+ +OH- (水分子在陰極發(fā)生還原形成OH-)

2H++2e– → H2

陰極： Cu2+ +2OH– → Cu(OH)2 (Cu2+、OH-分別從兩極遷移，發(fā)生中和反應(yīng)形成)

Cu(OH)2 → CuO+H2O

CuO+H2O → Cu(OH)2 → Cu2+ +2OH–

Cu2++2e– → Cu (Cu在陰極沉積)

（1）水吸附；條件：空氣濕度，溫度，PCB板材。

（2）水分解；條件：電壓，空氣濕度，溫度。

（3）形成銅；條件：電壓，空氣濕度，PCB板材，氧氣

（4）電子交換; 條件：電壓，PCB板材

CAF發(fā)生過程，其特性及其不穩(wěn)定，其絲狀金屬是由一個一個的離子組成。其實是非常的脆弱，只有在持續(xù)的電場的支持下形成，而如果沒有持續(xù)的電場，則會斷開?；謴?fù)正常的阻抗一般認為，離子遷移分為兩個階段：

第一階段，樹脂和增強材料在濕氣的作用下，增強材料的硅烷偶聯(lián)劑化學(xué)水解，即在環(huán)氧樹脂/增強材料上沿著增強材料形成CAF的洩露通道路（leakage path）,此階段屬可逆反應(yīng)；

第二階段，在電壓或偏壓的作用下銅鹽發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在線路圖形間沉積形成導(dǎo)電通道，使線路間出現(xiàn)短路，此階段為不可逆反應(yīng)。

3、CAF的形成條件有哪些?

如上述CAF怎么樣形成可大概知道所需哪些條件：

水（水蒸氣），電壓（電壓差），溫度（高溫），金屬（Cu），空間（PCB板材縫隙通道）以及電解質(zhì)（板材的填充物）

4、針對CAF的產(chǎn)生機理及條件，怎么樣預(yù)防和解決？

只要杜絕上述中某一個條件就能解決CAF問題

（1）選擇合適的板材材質(zhì)

● 合理選擇耐CAF性基板:G-10(一種非阻燃的環(huán)氧玻璃布材料)＞玻纖布聚酰亞胺（PI）＞BT樹脂基板＞環(huán)氧玻璃纖維布（FR-4）＞紙基環(huán)氧樹脂（CEM-3）＞紙基酚醛樹脂（CEM-1）

● PN固化大于Dicy固化（耐熱性）

● 選擇純度高、耐熱性好、耐CAF性越好的樹脂

● 選擇吸水率越低的越好

● 選擇樹脂含量及浸潤性高的玻纖布1080＞2116＞7628即1080PP片最不容易產(chǎn)生CAF失效

（2）控制層壓的質(zhì)量

● PP的選擇，盡量選擇樹脂含量高的薄型PP生產(chǎn)，不僅滿足填膠的充分，同時鉆孔對玻璃布的裂傷要輕微

● 銅箔的選擇：如果內(nèi)層、外層的銅箔厚度≥2oz，優(yōu)先選擇粗化處理的銅箔生產(chǎn)，加強蝕刻，防止殘銅的產(chǎn)生

● 采用真空層壓，盡量趕走基材中的氣泡，以免造成板材內(nèi)部空洞，給CAF的生長提供條件

● 確保PCB板材完全固化

（3）控制鉆孔質(zhì)量

PCB鉆咀的反磨次數(shù)影響鉆咀鋒利程度，以及鉆咀的給進速率，都將影響孔內(nèi)壁粗糙度，孔損等不良現(xiàn)象，基材里面的玻纖發(fā)生松動，有效孔壁間距縮短，導(dǎo)電金屬離子容易沿著松散的玻纖遷移形成CAF。

（4）PCB設(shè)計控制偏壓和孔間距的規(guī)避

電路板的通孔、線路尺寸位置與堆棧結(jié)構(gòu)設(shè)計對CAF也會產(chǎn)生絕對性的影響，因為所有的要求幾乎都來自設(shè)計。隨著產(chǎn)品越做越小，電路板的密度也越來越高，但是PCB制程能力有其極限，當有直流偏壓(bias voltage)的相鄰線路距離越小時，其發(fā)生CAF的機率也就越來越高，基本上偏壓越高或距離越小，CAF的機率就會越高。

其中，孔的排列方式對CAF性能影響較大，其中經(jīng)向排列＞緯向排列＞錯位排列

● CAF發(fā)生主要是沿著玻璃紗束方向進行，錯位排列可以避免兩孔之間玻璃紗的相連。

● 緯向玻璃紗相比經(jīng)向扁平疏松，樹脂的浸潤性要好，鉆孔的裂傷也會比經(jīng)向輕，比經(jīng)向的耐CAF性要好

● 錯位排列孔壁水平、垂直間距大于使用板材的最大玻纖束的距離。