随着电子产品的快速发展，电子设备更是朝着轻、薄、小的方向发展，使得印制电路板CAF问题成为影响产品可靠性的重要因素。通过介绍CAF发生原理，为厂商提供CAF效应分析和改善的依据。

一、CAF定义

      CAF：英文ConductiveAnodic Filament的简写，即阳极性玻璃纤维漏电。

      当板面两股线路或板内两个金属通孔相距太近，一旦板材吸收水气较多时，相邻铜线或孔壁其高低电压的电极间会顺着板材的玻璃纤维的表面，而出现电化性迁移之绝缘劣化情形。此乃因玻璃布为求能良好的含浸有机树脂，均在玻璃布表做过耦合性“矽烷处理“之皮膜，一旦水气较多又恰好线底压触到玻璃布时，将因此种皮膜具有较大的极性并出现缝隙导致吸水，逐渐呈现轻微之漏电现象，特称为CAF。

      常见CAF有孔壁与孔壁之间，孔壁到线路之间，线路到线路之间各种漏电情形，如下图1所示：

      自从无铅化与无卤板材的盛行后，树脂中加入多量的SiO2或Al（OH）3,且玻璃纱束中也不易含浸黏度增大数量变小的树脂入内，甚至纱束与树脂的界面也出现空隙。

      同时孔距日益拉近绝缘厚度不断减薄，在后续使用中导致不断出现的CAF，已成为非常痛苦的问题。其最令人寝食难安的是PCB与PCBA过程中根本发现不了，直到最后出了大问题时已经太晚了。

二、CAF的形成原理：

      上图为日立化成所发布CAF的成因说明：当板材出现细微通道又存在水氯与电解质或dicy固化之极性较大树脂，再加上纱束两端铜基导体之电压不等时，将有可能在阳极处（较高电位）发生铜金属的氧化而出现Cu+或Cu+2，进而会沿着玻璃纤维的空隙，往阴极产生电化性迁移（Electro-Chemical Migration,ECM）。同时阴极端的电子也会往阳极移动，于是两者相逢后即出现铜金属还原，并在两端沿着纱束逐渐搭成了短路的漏电。

      由此可知：造成CAF失效的条件主要有：1.水氯、2.电解质、3.露铜、4.偏压、5.通道。

      当五种条件皆失效时则居高电位阳极的铜金属会先氧化成为Cu+或Cu+2并沿着已形成的不良通道的玻璃纱束向阴极慢慢迁移，而阴极的电子也会往阳极移动，路途中的铜离子遇到电子时即会还原出铜金属，并逐渐从阳极往阴极长出铜膜，故又称为“铜迁移”。如下图：

三、PCB板CAF形成原因

      CAF的出现直接会导致PCB产品的报废，从而引起巨大的损失。以下为不同情况下的CAF情况：

      1.两通孔间的防火墙太薄或板材含浸不良残留通道或钻孔粗糙引发通道时，在湿气中可能出现CAF而失效，烘干又可能回复正常。

      2.孔密集区域钻孔伤到板材加上Desmearing过度，则两导体间的受伤危材经多道湿制程后就有ECM式铜迁移之CAF与Dendrite的危险。

      下图为垂直链接图可放大移动细看各受伤危材的情势。

      3.钻孔粗糙加上过度除胶渣（Desmearing）将导致玻璃纤维中超量渗铜（Wicking）,对于较薄的防火墙处出现CAF的几率增大。

      4.玻璃布难免会存在断丝的纱束，此种通道也将成为CAF的隐患。

      5.当PCB板越厚又加上厚铜，则回流焊强热后很容易发生板外所见不到的各种内部微裂，这些都将成为CAF的病灶。无卤板材脆性较大，下图为TG150的HF板材通过400次温度循环试验所呈现的微裂情况：

四、CAF改善

      1.防火墙厚度低于20mil其发生CAF的几率会加大，需严格调整管控钻孔参数，降低钻孔不当对材料（孔壁）的拉扯，降低孔粗，防止Wicking超标。

      2.玻璃布含浸良好者可降低通道，IPC-4101B(2007.4)进步到无铅化，IPC-4101C（2009.8）进步到无卤化板材，两者的树脂都不易填充扎实而导致可能存在不良通道。

      无铅化或无卤化的板材为了减少Z膨胀系数降低爆板风险，均需加入重量比25%左右的粉料填充，但如此一来也增大了黏度平添了含浸的困难，留下通道引发CAF的隐患。以下图11可明显看到传统玻纤布与新型玻纤布的区别。

      在下图12中更可以见到2116、7628、1080三种玻纤布，事实上只有最薄的1080才具有最好的降低透气率，从而提升品质。此处三种玻纤布放大实例中可清楚见到开口的大小，开口越小则透气度越低。

      使用开纤的玻璃布可以使树脂更好的湿润填满玻纤，防止材料本身的微小通道产生。

      3.使用耐热性能良好的材料，避免材料耐热性能不好而在板内出现微小裂缝形成CAF通道。

      4.生产中严格管控好除胶，避免除胶过度，造成Wicking超标。

      5.密孔错开设计也可降低CAF的发生，图13中，左图三排阴阳通孔之串列是顺着玻纤布而制作，右图两排阴阳孔却是相互错开，使得两孔间的玻纤纱束对铜迁移形成了迂回，当然就不容易发生CAF了。