什么是CAF CAF是怎么形成的CAF的知识点总结

前段时间做了一个项目，临近发板了，项目经理突然说这个板子是要出孟加拉的，瞬间泪奔了，因为针对这些高温、高湿地方都是需要注意符合CAF的要求，在layout设计中，在避免CAF问题其主要是需要控制不同网络的孔与孔，孔与线的间距。于是乎总结了下有关CAF的知识点

1、什么是CAF：

CAF（Conductive Anodic Filament）全称为导电电阳极丝，是指对印刷电路板电极间由于吸附水分后加入电场时，金属离子沿玻纤纱或者是绿油与基材之间，从一金属电极向另一金属电极移动，析出金属，形成丝状金属，将两电极连通。直白点就是电路板微短路

2、CAF是怎么形成的？

阳极： Cu → Cu2+ +2e–   (铜在阳极发生溶解)

H2O →H+ +OH-     (水分子在阴极发生还原形成OH-)

2H++2e– → H2

阴极： Cu2+ +2OH– → Cu(OH)2   (Cu2+、OH-分别从两极迁移，发生中和反应形成)

Cu(OH)2 → CuO+H2O

CuO+H2O → Cu(OH)2 → Cu2+ +2OH–

Cu2++2e– → Cu  (Cu在阴极沉积)

（1）水吸附；条件：空气湿度，温度，PCB板材。

（2）水分解；条件：电压，空气湿度，温度。

（3）形成铜；条件：电压，空气湿度，PCB板材，氧气

（4）电子交换; 条件：电压，PCB板材

CAF发生过程，其特性及其不稳定，其丝状金属是由一个一个的离子组成。其实是非常的脆弱，只有在持续的电场的支持下形成，而如果没有持续的电场，则会断开。恢复正常的阻抗一般认为，离子迁移分为两个阶段：

第一阶段，树脂和增强材料在湿气的作用下，增强材料的硅烷偶联剂化学水解，即在环氧树脂/增强材料上沿着增强材料形成CAF的洩露通道路（leakage path）,此阶段属可逆反应；

第二阶段，在电压或偏压的作用下铜盐发生电化学反应，在线路图形间沉积形成导电通道，使线路间出现短路，此阶段为不可逆反应。

3、CAF的形成条件有哪些?

如上述CAF怎么样形成可大概知道所需哪些条件：

水（水蒸气），电压（电压差），温度（高温），金属（Cu），空间（PCB板材缝隙通道）以及电解质（板材的填充物）

4、针对CAF的产生机理及条件，怎么样预防和解决？

只要杜绝上述中某一个条件就能解决CAF问题

（1）选择合适的板材材质

● 合理选择耐CAF性基板:G-10(一种非阻燃的环氧玻璃布材料)＞玻纤布聚酰亚胺（PI）＞BT树脂基板＞环氧玻璃纤维布（FR-4）＞纸基环氧树脂（CEM-3）＞纸基酚醛树脂（CEM-1）

● PN固化大于Dicy固化（耐热性）

● 选择纯度高、耐热性好、耐CAF性越好的树脂

● 选择吸水率越低的越好

● 选择树脂含量及浸润性高的玻纤布1080＞2116＞7628即1080PP片最不容易产生CAF失效

（2）控制层压的质量

● PP的选择，尽量选择树脂含量高的薄型PP生产，不仅满足填胶的充分，同时钻孔对玻璃布的裂伤要轻微

● 铜箔的选择：如果内层、外层的铜箔厚度≥2oz，优先选择粗化处理的铜箔生产，加强蚀刻，防止残铜的产生

● 采用真空层压，尽量赶走基材中的气泡，以免造成板材内部空洞，给CAF的生长提供条件

● 确保PCB板材完全固化

（3）控制钻孔质量

PCB钻咀的反磨次数影响钻咀锋利程度，以及钻咀的给进速率，都将影响孔内壁粗糙度，孔损等不良现象，基材里面的玻纤发生松动，有效孔壁间距缩短，导电金属离子容易沿着松散的玻纤迁移形成CAF。

（4）PCB设计控制偏压和孔间距的规避

电路板的通孔、线路尺寸位置与堆栈结构设计对CAF也会产生绝对性的影响，因为所有的要求几乎都来自设计。 随着产品越做越小，电路板的密度也越来越高，但是PCB制程能力有其极限，当有直流偏压(bias voltage)的相邻线路距离越小时，其发生CAF的机率也就越来越高，基本上偏压越高或距离越小，CAF的机率就会越高。

其中，孔的排列方式对CAF性能影响较大，其中经向排列＞纬向排列＞错位排列

● CAF发生主要是沿着玻璃纱束方向进行，错位排列可以避免两孔之间玻璃纱的相连。

● 纬向玻璃纱相比经向扁平疏松，树脂的浸润性要好，钻孔的裂伤也会比经向轻，比经向的耐CAF性要好

● 错位排列孔壁水平、垂直间距大于使用板材的最大玻纤束的距离。