CAF中文名为导电阳极丝，是Conductive Anodic Filament首字母的缩写。它的存在，轻微者可导致产品导体间漏电而无法开机，严重者可导致长期漏电发热而引起基材碳化，最终引起火灾。CAF的生长主要是由于玻纤与树脂间存在空隙或者玻纤内部存在空心，在后期的正常使用过程中受导体间电势差作用，在湿热的条件下，铜发生水解反应并沿着通道迁移并沉积所形成。涉及的电化学反应方程式如下：

1）Cu ® Cu2+ +2e- (铜在阳极发生溶解)

H2O ® H++OH-

2H+2e- ® H2

2）Cu2++2OH-®Cu (OH)2 (铜从阳极向阴极方向发生迁移)

Cu (OH)2 ®CuO+H2O

3）CuO+H2O®Cu (OH)2®Cu2++2OH- (铜在阴极沉积)

Cu2++2e-®Cu

根据PCB布线情况，归纳起来有几种位置存在CAF生长的风险：孔到孔，孔到线，线到线，层到层，示意图见图1。而PCB制作过程中钻孔会使得基材承受较大的机械应力作用，从而导致玻纤与树脂结合界面间出现缝隙，因此孔到孔、孔到线发生CAF生长更为普遍。

图1. CAF生长位置示意图

不难看出，要发生CFA生长，需满足以下几个条件：

（1）基材内存在间隙，提供离子运动的通道；

（2）有水分存在，提供离子化的环境媒介；

（3）有金属离子物质存在，提供导电介质；

（4）导体间存在电势差，提供离子运动的动力；

CAF生长的载体是PCB，在工作过程中势必带电，电势差这一条件很容易满足。孔铜、导线均是铜材，属金属物质，导电介质也很容易满足。使用环境中均会有一定的湿度，基材也会有一定的吸水性质，因此环境媒介也很容易满足。而树脂与玻纤结合是通过化学键结合，产生裂缝相对较难实现，因此离子运动的通道成为CAF生长的关键。

2. CAF失效分析典型案例

3. CAF失效的预防

身患癌症的人无药可救，但医生会去研究病因，给健康的人加以忠告，防止癌症染身。同理发现CAF失效，分析其机理，同样也可以给产品的生产提供预防措施。综合前辈们研究结果，小编整理了几个方面的预防措施。

（1） PCB制作工艺优化

PCB的过孔很大一部分是采用机械钻孔的方式实现，而机械钻孔是采用高速旋转的钻刀对基材进行加工。钻刀的旋转对基材形成拉扯的应力作用，加上钻孔过程钻刀与基材摩擦产生的热量，玻纤与树脂的结合很容易失去作用而产生缝隙，给CAF生长提供通道，因此生产上应合理规范钻孔的参数，包括进刀速、退刀速、钻速、孔限等，将拉扯的应力作用降低至最小。

此外PCB基材种类繁多，应根据不同的基材类型设置不同的钻孔参数。举个例子，无卤材料因添加含P或含N官能团的物质作为阻燃剂，分子键刚性增加，且为保证基材的刚性还会添加一些无机填料，这就造成钻孔过程对钻刀磨损更严重，因此在设定钻孔参数时应区别于含卤基材。

（2）设计优化

在长期水汽作用下，玻纤与树脂结合界面劣化是大多数基材无法避免的，这就要求从设计上寻求降低CAF风险的方法了。众所周知，玻纤束是横纵交错的，合理避开玻纤束直接连接两个相邻过孔也是预防CAF的一种有效方式。例如图5中a方式的钻孔位置，玻纤束直接连接两个过孔，孔间距较小时，长时间工作势必引发CAF生长，但是将钻孔方式错开一些，转换成b方式，避开了玻纤束直接连接过孔，CAF生长通道受阻，达到预防CAF生长的目的。

图5. 钻孔方式示意图

（3） PCB基材优选

产品设计阶段应将CAF风险考虑在内，在选材上做足功课。在纳入合格基材供应商之前，应对其生产的基材进行耐CAF测试。例如要求严格控制钻孔参数条件下，设计不同的孔径、不同的孔间距、不同的孔到线距离测试模块，在高温高湿条件下加载偏压，并在线监测绝缘阻值变化，对基材耐CAF能力进行摸底，根据测试结果优选基材，优化PCB布线过程的孔间距、孔到线间距，从而达到预防CAF发生的目的。具体测试方法可参考IPC-TM-650 2.6.25 2003。

图6. 绝缘电阻在线检测设备