CAF失效改善
PCB的CAF测试失效分析案例
PCB的CAF测试失效分析案例PCB的CAF（Conductive Anodic Filament）测试是一种用于评估电子产品印刷电路板的可靠性的测试方法，它能够检测到可能导致电子设备损坏或故障的潜在问题。
然而，有时候CAF测试可能会失效，即不能准确地检测到问题，导致缺陷产品被误判为合格产品。
本文将通过一个实际案例来分析PCB的CAF测试失效原因。
在家电子制造公司的生产线上，制造商对所有PCB进行CAF测试以确保其可靠性。
CAF测试是通过将电流注入PCB中，将其浸泡在盐溶液中，并检查是否存在电流泄漏的现象来进行的。
在测试过程中，如果有电流泄漏，说明可能存在导电的异物，导致电路损坏。
然而，在一批PCB中，CAF测试出现了失效现象。
虽然这些PCB在CAF测试之前都经过了完整的制造流程，并通过了其他各项测试，但在CAF测试阶段仍然出现了电流泄漏。
制造商决定对此进行详细调查，以找出问题所在。
首先，制造商对可能的失效原因进行了分析。
他们注意到，电流泄漏现象主要发生在焊盘附近，并且与焊盘和PCB表面涂覆的保护层之间有一层薄膜。
制造商怀疑这可能是导致CAF测试失效的主要原因之一为了验证这一猜测，并找到具体的原因，制造商进行了实验。
他们选择了几个有电流泄漏的PCB，并将它们切割成小块进行进一步分析。
通过显微镜观察，制造商发现在焊盘和薄膜之间存在一些微小的裂纹。
这些裂纹可能形成了导电通道，并导致了电流泄漏现象。
为了进一步验证，制造商还进行了材料分析。
通过对薄膜的成分进行分析，制造商发现薄膜中掺有一种对电导率较敏感的材料。
这些材料可能在制造过程中被不慎混入，导致了薄膜在CAF测试中失效。
综合以上分析结果，制造商得出结论，PCB的CAF测试失效是由于焊盘附近的薄膜存在裂纹，并含有导电材料引起的。
制造商进一步调整了制造过程，增强了焊盘附近薄膜的耐压性，并加强了对材料的筛选和控制，以确保不会再次出现类似问题。
通过这个案例，我们可以看到CAF测试失效的原因可能是多方面的，可能与制造过程中的材料问题、设计问题或操作问题有关。
PCB的CAF测试失效分析案例
PCB的CAF测试失效分析案例陈志新【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2016(024)011【总页数】4页(P67-70)【作者】陈志新【作者单位】奥士康科技股份有限公司，湖南益阳 413000【正文语种】中文CAF是指印制电路板（PCB）内部在电场作用下，跨越非金属基材而迁移传输的导电性金属盐构成的电化学迁移。
它通常发生在PCB基材中沿玻璃纤维到树脂界面上，从而导致两个相邻的导体之间绝缘性能下降甚至造成短路，是PCB产生故障的一个重大潜在危险的根源。
耐CAF测试是指在恒温85 ℃±2 ℃，恒湿85±3%，偏压（50～100）VDC的条件下，测试循环时间1 000 h，检测产品的信赖性。
我司在认证一款考试板时，其考试项目耐CAF 500 h的能力测试，当测试到第144 h时，X-9、X-10模块发生NG（绝缘电阻要求107 MΩ以上）实际绝缘电阻只有105 MΩ左右。
针对上述耐CAF测试问题进行分析解剖，找出真因，然后制定改善措施予以攻克。
2.1 试样和测试结果CAF测试样品如图1，耐CAF测试模块结果见表1。
耐CAF测试4 PCS，只发现X-9、X-10模块测试结果严重异常Fail，X-08模块有变坏的迹象，其它模块均Pass。
耐CAF测试4 PCS样品中，发现有X-9模块在测试48 h后发生异常，且随着测试时间的推移越来越严重。
X-10模块在测试不久就有异常发生，持续至244 h后恢复稳定状态。
X-8模块在测试至400 h左右时有所变坏迹象。
2.2 分析测试2#板X-9模块不合格区结果（1）在X-Ray及强光透射与结合60倍镜下清晰可见两孔间内层有微小细线相连[图2（a）]；（2）切片分析孔壁灯芯超标129.79 μm[图2（b）]，并清晰可见玻纤处孔壁两端分别有条78.74 μm的空洞（内有残铜）；（3）切片分析孔壁发现有一个6.3×254 μm的怪异现象，并非铜瘤，且两端均有一个细小的洞穴，形似环型战壕，壕沟中的铜离子却神奇般地从洞穴中消失，且另一孔壁铜层部分有增厚迹[图2（c）（d）]。
CAF现象
前言随着电子设备在提高功能和性能的同时也向小型化、轻量化迅速发展，使得印制线路板的线路也越来越细，间距越来越小，绝缘层越来越薄，钻孔尺寸也向更小更密的方向发展，并且由于信息传输速度的提升及为减少发热起见，使得印制板所承受的工作温度在不断地上升，这一切都增加了ＣＡＦ形成的可能性。
伴随讯号传输的速度不断加快，工作电压也不断降低（由30年前的12V，到20年前的5V，到今日的1.5V，甚至数年后的1V以下），使得微小瑕疵都将导致传输故障，因此人们对产品的可靠性提出的更高的要求，而CAF的生长并导致产品失效需要一个过程，使其具有较强的隐性，也使得其成为电子基础设施、汽车电子和长期数据存储等用途产品重点关注的隐性风险。
本文将就笔者发现的实际案例出发，探讨CAF生长对电子产品可靠性产生的潜在风险及控制措施。
1 CAF生长的机理导电性阳极丝（CAF：Conductive Anodic Filamentation）是可以导致电气短路或开路的电化学腐蚀过程的副产物。
通常表现为从电路中的阳极发散出来，沿着玻纤与环氧之间的界面表面朝着阴极方向迁移，形成导电性细丝物，从而导致导体间绝缘电阻发生突然的难以预料的下降。
该项失效模式，在1976年，由Bell实验室的科学家首先得以发现和确认。
阳极导电丝的形成首先是玻璃/环氧的物理破坏，然后吸潮导致了玻璃/环氧分离界面出现水介质，提供了电化学通道，促进了腐蚀产物的运输，腐蚀产物在电场作用下从阳极向阴极定向移动，最终形成从阳极到阴极的导电丝。
阳极导电丝的形成和基材、导体结构、助焊剂和电场强度等因素相关。
阳极导电丝通常发生在过孔与过孔之间、过孔与内外层导线之间、外层或外层导线与导线之间，从面造成两个相邻的导体之间绝缘性能下降甚至造成短路，上述表现方式如下图1所示。
图1 CAF模式阳极导电丝的产生一般分为两阶段：阶段1：高温高湿的环境下，使得环氧树脂与玻纤之间的附著力出现劣化，并促成玻纤表面硅烷偶联剂的化学水解，从而在环氧树脂与玻纤的界面上形成沿着玻纤增强材料形成CAF泄露的通路；阶段2：铜腐蚀的水解反应，并形成铜盐的沉积物，并在偏压的驱动之下，形成CAF 生长。
PCB的CAF测试失效分析案例
项 目 测 试参数 漶试结果 （ｗｏ） 测 试 参数 测试结果 （ｃｏ）
１＃
１９８
１９８
备 注 正 常 板
２＃ ３＃ ４＃
２０ Ｍ ０
１９９ １９８ １９８
１ＯＯ Ｍ ０
１９９ （接近 ｏ。）
ＣＡＦ测 试 后
１９８ １９８
ＣＡＦ测 试 后
对 比 ｘ－８、９、１Ｏ、 １１、 １ ２模 块
ＣＨ ＥＮ Ｚｈｉ—ｖｉｎ
１ 背 景
ＣＡＦ ｊ 制Ｉ ｌ 舨 （ＰＣＢ）Ｉ』、Ｊ 【Ｕ场 ｆ１ 川 Ｊ Ｊ ，ｊ 越
』 十４‘ｉＩｆ｝ 移ｆ‘输Ｉ＇ｌ＂Ｊ 【Ｕ一 金 ｝． ｆ匀成 的
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１ ０００ ｈ， 洲 ， ’ｉ… ’门 帧 。
切片分析枪 灯 结果 见表３。
表３ 切 片分析灯芯 结果
硬 目 孔 径 （咖 ） 孔 壁 距 离 （嗍 ） 灯 芯 ≤ ４ｍｉ Ｉ
结 果
Ｘ 一 ８ Ｏ．３５ ０．４０ ２．９５ ｐａＳＳ
． ６Ｒ一
印 制 电 路 信 息 ２０１６ Ｎｏ．１１
标 准化 Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ
图３ Ｘ一１ ０模块 ＣＡＦ异 常分 析结 果
２．４ 取Ｘ一９、ｘ一１Ｏ模 块 与正 常板做 飞针 测试 比对
解析CAF失效机理及分析方法
３ ． ４ ５
２ ． ４ ２ ｜
ｌ
ｌ
｜ ２ ０ ． ３
１ ． １ ４
ｌ ｜
｜
不 良区域
７
８
１ ０ ． ７ ４
６ ． １ ２
４ ３ ． ９ ７
３ ５ ． ９ ６
｜
｜
４ ０ ． ０ ９
２ ６ ． ５ ８
２． ７ ６ １ ． ３ ３
２． ７ ９
４ ６ ． ４ ３
４ ９． １ １ ４ ０． ０ ７
４ ０． ２ ８
６ ． ８ ８
５ ． ７ ４ ｜
７ ． ６ ５
２ ５ ＿ ３ ６
２ ６ ． １ ７ ２ ５ ． ８
２ ９
１ ５ ． ６ ２
１ ３． ８ １ ２ ． ５
１ ． ３ ９
０ ． ７ ２
｜
｜
３ ． ８ １
３ ０ ． ６ ３
ｌ
｛
参考 区域
（ ２ ）Ｃ ＡＦ 形 成 的影 响因素主 要包 括Ｐ Ｃ Ｂ设计 的影
参考 文献
［ １ 】 胡梦海． 印制线路板Ｃ Ａ Ｆ 失效研究［ Ｊ 】 ． 印制 电路信
息， ２ ０ １ ２ ， ０ ４ ： ７ ９ ． ８ ３ ．
产 品检 测 与可 靠 性 Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
印 制 电路信 息 ２ ０ １ ３ Ｎ ｏ ． ５
表１失效区域 Ｅ Ｄ Ｓ 分析结果
光 谱
１
２
Ｃ
１ ． ６ ４
１ ． ８ ４
０
印制线路板CAF失效研究
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ａｎｏｄｉｃ ｆｉｌａｍｅｎｔ（ＣＡＦ）ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｐｏｐｕｌ￣ ＰＣＢ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｈｅｓｅ ｙｅａｒｓ．Ｗ ｈｉｌｅ ＰＣＢＡ ｉｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔ ｙ，ＣＡＦ ｍａｙ ｇｒｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｆ ｉｂｅｒ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｇａｉｎｅｄ ｔｈｅ Ｍ ＴＦ ｏｆ ＰＣＢｓ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅ ａ ｔ ｙｐｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｈｏｌｅ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｂｉａｓ ｖｏｌｔａｇｅ．
其 中孔 到孔 是 最 容 易 发 生 的 失 效 ，理 所 当然 得 到 了更 多的关 注 。那么 在客户 的耐ＣＡＦ要求下 ，所 使 用 的材 料 、制 程 ，其 耐 ＣＡＦ性 能 能 否达 到 客 户 的 要 求 ，成 为 需要进 行 评估 的重 点 内容 。
．． ７９．．
产 品检测与可靠性 Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ
关 键 词 阳 极 导 电丝 ＣＡＦ；电 化 学 迁 移 ：水 解 ；平 均 失 效 时 间 ；Ｂｅｌｌ Ｌａｂｓ模 型 ；可 靠 性 中图分类号 ：ＴＮ４１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００９—００９６（２０１２）０４—００７９—０５
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ａｎｏｔＩ １ｌ ｉｃ ｆｉｌａｍ ｅｎｔ ｆａｉｌｕ Ｕｒｅ ‘ ｉｎｖｅｓｔｉ￣ ｇａｔｉｏｎ ｏｔ 一 ＩＦＣＢ
印制 电路 信 息 ２０１２ Ｎｏ４ ．
图 １ 常 见 的ＣＡＦ失 效 模 式
caf失效树脂原因 -回复
caf失效树脂原因-回复原题：[CAF失效树脂原因]CAF（Conductive Anodic Filament）指导电极化敏感型树脂，是一种常用于电子设备的封装材料。
然而，CAF失效是一个常见的问题，会导致电子产品的性能下降甚至故障。
本文将对CAF失效的原因进行一步一步的解析。
第一步：CAF失效的背景和定义CAF失效是指在电子设备中，CAF以电解液为介质，损害导线间的绝缘树脂，导致电解质向导电路径内扩散、析出金属成分，最终导致短路或导线断裂的问题。
第二步：CAF失效的原因1. 湿度：一般在高湿度环境下，水分能够渗透树脂中的微小孔隙和缺陷，与导体上的金属离子反应，形成电解质。
当电解质浓度达到一定水平时，CAF故障就会发生。
2. 电场加速：在高场强下，电场加速了电解质中金属离子的迁移速度。
导线上的电流密度不均会导致局部电场增强，进一步加速金属离子的迁移。
3. 化学因素：导线和树脂之间可能有化学反应产生的碱液，使CAF失效更加严重。
此外，含有导电盐的树脂也会导致CAF失效。
4. 缺陷：树脂中的微小缺陷（例如孔洞、劈裂和焊盘弯曲等）会形成CAF 导体和离子扩散的通道，导致CAF失效。
5. 材料选择及加工工艺：不合适的树脂材料和难以控制的加工工艺也可能导致CAF失效。
材料的热膨胀系数、导电性能和湿度敏感性等都会对CAF 失效产生影响。
第三步：CAF失效的实验方法1. ASTMD-3174测试是一种常用的CAF失效实验方法，它模拟设备的工作环境来测试CAF的耐久性。
2. 扫描电子显微镜和能谱仪可以用于分析CAF失效后的样本，揭示导线和树脂之间的化学反应或金属离子的扩散路径。
3. 加速CAF失效的方法包括提高环境湿度和温度，以及增加电流密度，从而缩短失效时间并加速分析过程。
第四步：CAF失效的解决方法1. 选择合适的树脂材料：树脂的湿度敏感性、绝缘性能和耐用性是选择合适材料的重要考虑因素。
2. 控制环境湿度：通过封装电子器件时使用防潮剂或加入湿度吸收剂，可以降低环境湿度对CAF失效的影响。
PCBA CAF失效机理分析和材料预防
通过切片可以从中观察到常见的CAF失 效模式。一般来说CAF失效现象有两种存在 形式。
一种是沿着玻璃纤维方向生长，类似芯 吸现象。'‘芯吸效应”是超细纤维特有的性能， 是指超细纤维中孔细，接近真空时，近水端纤
维管口与水分子接触形成纤维中真空孔隙，此 时大气压值超过纤维内部的真空，水就自然压 积进入纤维孔隙中，纤维孔隙越细，芯吸效应 愈明显，这种芯吸透湿效应愈强。当铜箔或其 他焊面发生电迁移后，形成的絮状或树状生 长物同样也会发生芯吸现象，且该现象还会继 续导致电化学迁移，加剧生长物生成的速度。 PCB CAF现象多发生在芯吸最严重位置，在 玻璃纤维边缘存在空隙；另一种是层压板内层 与材料分层，CAF沿着分层处生长。
性细丝物。 CAF,通常发生在孔与之间、通孔与内
(外)层导线之间、导线与导线之间，从而造 成两个相邻体绝缘材料的绝缘性能下降甚至造 成短路。
1. 2 CAF生长过程
CAF失效的生长过程，一般分为2个阶段 阶段1：高温湿环境下，使得玻纤与氧树 脂之间的附着力出现劣化，并促成玻纤表面硅 烷偶联剂的化学水解，从而在玻纤与环氧树脂 的界面上，形成沿着玻纤增强材料促成CAF 生长的通路； 阶段2： Cu腐蚀的水解反应，并形成Cu 盐的沉积物，并在外界偏压的驱动下，逐渐形 成 CAFo
5电子技术与软件工程的发展趋势
5. 1向着开方性发展
现阶段电子技术与软甲工程技术的发展 状况分析而言，其不打断向着开放计算方向靠 拢。该类型形式的计算主要内容分别是开放性 软件和开放性构架等方面。同时将开放性的标 准进行相应的统一管理，使得电子技术与软件
工程技术中融入到互联网技术，从而实现集成 化的应用模式，使得用户能够在有关电子技术 或是软件工程技术领域方面的投资，能偶获取 安全性保障。
CAF测试表象与失效现象分析
1.测试背景随着C A F测试的日趋成熟，越来越多的汽车板供应商以及通信板供应商把目光放在了C A F测试上面，但是任何的测试仅仅只是一个检测的手段，只能用于筛选产品的好坏，想要真正意义上提高我们中国国产商品的品质，最主要的还是要提升印制线路板的质量以及后期的加工工艺。
那么如何提升品质以及如何改善工艺成为了目前各大线路板厂以及材料厂关注的重中之重。
目前市场上对线路板的C A F测试具有失效分析能力的实验室有很多，很多板厂本身也都具备分析能力，但是具体C A F测试过程中失效时的表象与最终线路板内部产生的失效现象是否有一定的关联性，成为了当下巨大部分线路板厂，材料厂以及终端所关心的问题。
2.分析目的就C A F测试而言，由于印制线路板材料本身以及加工工艺等等一系列问题，所以在我国甚至于全世界都没有哪家工厂可以完全百分之一百的确定自己所生产的印制线路板不会出现C A F现象。
所以目前一般终端都会要求线路板厂在出货前进行C A F测试，而线路板厂以及材料厂在大批量生产之前也会先生产一批考试板进行C A F测试，以确保自身品质能满足终端客户的要求。
但是C A F测试本身的成本不低，并且出现了C A F 现象之后后续的失效分析成本更加不低，失效分析的最终目的是找到原因便于改善，如果能从C A F测试的曲线一眼就能看出其失效的类型，那么在后续的失效分析上相对就可以不需要投入太多的人力以及物力，也就避免了企业盲目的为了追求通过率而不停的一次又一次的进行测试，耗费大量的资金和时间。
3.结果分类3.1C A F测试的失效分析类型针对C A F测试的失效分析可以根据类型分为大致的三类：（1）印制线路板内部产生的迁移（简称导电阳极丝C A F）；（2）印制线路板表面产生的迁移（简称电化学迁移E C M）；C A F测试表象与失效现象分析麦可罗泰克（常州）产品服务有限公司戈昕摘要：本文主要内容为印制线路板在C A F测试过程中根据不同的测试图形所产生的不同失效类型在整个测试阶段出现的曲线类型汇总，为印制线路板在失效之后查找问题点产生的原因最大的可能性提供一些建议，从本文中可以了解到失效出现在不同位置时，前期在测试过程中大致会是什么样的一个表现。
白蓉生CPB失效案例2009-判读4
2.CAF與PCB的關係
下列六圖均為連接圖可放大仔細觀看
下四圖亦為連接圖可放大移動細看
上二圖為孔壁間距低於20mil與接近20mil的密孔，暗場中明亮的紗束即表示可能有通 道存在，下二圖則為滲銅（Wicking）的深度量測
玻纖布中難免會存在斷絲的紗束，此種通道將成為CAF的隱憂
從明場偏光到暗場透入式成像，將可進一步認知通道的可怕
失效分析案例判讀之四
CAF的真因，失效模式與改善
1.CAF(Conductive Anodic Filament) 陽極性玻纖紗式漏電
當板面兩股線路或板中兩個鍍通孔相距太近（防火牆在20mil以內），一旦板材 吸收水氣較多時，相鄰銅線或孔壁其高低電壓的電極間會順著板材玻纖紗的表面， 而出現電化性遷移之絕緣劣化情形。此乃因完工玻纖布為求能良好含浸有機樹脂起 見，均在布表做過耦合性“矽烷處理”（Silane Treatment）之皮膜，一旦水氣較多 又恰好線底銅箔稜線壓觸到玻纖布時，將因此種皮膜具有較大的極性與出現縫隙進 而吸水，逐漸呈現輕微之漏電現象，特稱為CAF。常見的CAF有孔壁與孔壁之間， 孔壁到線路，與線路到線路間之各種漏電情形。 凡當板內出現細微通道又存在水氣與電解質， 再加上紗束兩端銅導體之電壓不 等時（即所謂的偏壓Bias），將有可能在陽極處（較高電位者）發生銅金屬的氧化 而出現Cu+ 或Cu+2，進而會延著玻纖紗束中的空隙（通道也），往陰極產生電化性 遷移（Electro-chemicalMigration,ECM）。同時陰極端的電子也會往陽極移動，於 是兩者相逢後即出現銅金屬的還原，並在兩端延著紗束逐漸搭成了短路的漏電，特 稱為CAF亦稱為Copper Migration。IPC-9691A即為其Test的規範。 自從無鉛化與無鹵板材的盛行後，樹脂中即加入多量粉料(10% V/V)的SiO2或 Al(OH)3，且玻纖紗束中也不易含浸黏度增大數量變少的樹脂入內，甚至紗束與樹 脂的介面也出現空隙。加以孔距日益拉近絕緣厚度不斷逼薄，在後續使用中無法防 堵下，致使不斷出現的CAF已成為痛苦的問題。其最令人寢食難安的是PCB與 PCBA過程中根本逮不到，直到最後出了大問題時已經太晚了。
PCQR2测试板CAF失效研究
PCQR2测试板CAF失效研究PCQR2（Polarization-Controlled Quasi-Resonant Rectifier）是一种能将射频信号转换为直流信号的无源整流器。
它使用了一种新颖的架构，能够在高频范围内实现高效的能量转换。
然而，由于复杂的工艺和设计要求，PCQR2测试板在使用过程中可能会发生CAF（Channel Aging Failure）失效现象。
因此，本文将对PCQR2测试板的CAF失效进行研究。
CAF失效是指器件、封装或电路在使用过程中由于长期受到电流和温度的作用，而导致性能降低、功能丧失或不可逆性损坏的现象。
在PCQR2测试板中，CAF失效可能会导致整流效率下降、直流输出电压波动或不稳定等问题。
因此，解决和预防PCQR2测试板的CAF失效对于提高整体性能和可靠性非常重要。
首先，我们需要了解PCQR2测试板的工作原理。
PCQR2整流器的核心是一个四象限四维控制器，通过控制输入和输出电压之间的相位差来实现有效激活输出谐振电容。
它可以实现高效的能量转换，并具有较低的开关功耗和压降。
在PCQR2测试板中，CAF失效往往是由器件老化或不良封装引起的。
针对PCQR2测试板的CAF失效问题，我们可以采取以下措施进行研究和解决：1.测试和监测：通过对PCQR2测试板进行长时间的高负载工作测试，可以及早发现CAF失效问题并进行监测。
在测试过程中，应定期测量并记录整流效率、直流输出电压稳定性以及其他相关性能指标，以评估PCQR2测试板的健康状况。
2.故障分析：一旦发现CAF失效问题，应该进行详细的故障分析。
可以通过电压和电流测量、热分析以及元器件参数测试等方法，确定导致CAF失效的具体原因。
例如，检查电容器是否泄漏、电感器是否断开、器件是否老化等。
3.材料选择和工艺改进：根据故障分析的结果，可以针对性地改进PCQR2测试板的材料选择和工艺。
选择更好的电容器、电感器和封装材料，以提高PCQR2测试板的稳定性和可靠性。
CAF失效的介绍
1 前言在电子设备领域，以汽车电子或某些军工装备为例，其对耐高温高湿环境的要求较高。
随着此类产品向着高密度化发展，孔间距越来越小，这使得印制板对孔的可靠性要求也相应提高，所以印制电路板产生的导电阳极灯丝就成为影响产品可靠性的重要因素。
导电阳极丝（英文简称：CAF；全称：ConductiveAnodic Filament）是指PCB内部铜离子从阳极（高电压）沿着玻纤丝间的微裂通道，向阴极（低电压）迁移过程中发生的铜与铜盐的漏电行为。
当PCB/PCBA 在高温高湿的环境下带电工作时，两绝缘导体间可能会产生严重的沿着树脂或玻纤界面生长的CAF，此现象将最终导致绝缘不良，甚至短路失效。
CAF导致的短路如图1所示。
2 CAF失效机理2.1 CAF失效机理CAF的产生过程可以分两步来研究，即离子迁移通道的形成和阳极丝的增长过程。
（1）化学键水解。
在高温高湿的条件下，树脂和玻纤之间的附着力出现劣化，并促成玻纤表面的硅烷偶联剂产生水解，从而导致了电化学迁移路径（即铜离子迁移的通道）的产生。
（2）导电阳极丝增长。
离子迁移通道产生后，如果此时在两个绝缘孔之间存在电势差，则在电势较高的阳极上的铜会被氧化为铜离子，铜离子在电场作用下向电势较低的阴极迁移，在迁移的过程中，与板材中的杂质离子或OH-结合，生成不溶于水的导电盐，并沉积下来，使两绝缘孔之间的电气间距急剧下降，甚至直接导通形成短路。
在阳极。
阴极的电化学反应如图2所示。
2.2 CAF形成的影响因素对于成品PCB，CAF的形成主要影响因素有：PCB设计，板材配本，PCB加工过程。
以下就这些影响因素进行分析。
2.2.1 PCB设计的影响在PCB的结构中孔的排列方式对CAF性能影响较大，孔的排列方式不同，其CAF效应不同，一般存在三种排列方式（如图3所示）。
三种排列方式中耐CAF性能由强到弱的次序为：错位排列》纬向排列》经向排列。
原因如下。
（1）CAF的发生主要是沿着玻璃纱束的方向进行，错位排列可以对CAF的产生形成迂回作用，从而不容易发生CAF失效。
caf 失效测试案例
caf 失效测试案例
CAF（Conductive Anodic Filament）失效测试案例：
案例一：某LED灯板在使用很短一段时间后出现蓝灯窜亮失效，电路分析
后定位至两个相邻过孔，最终切片也证实了孔与孔之间发生CAF生长失效。
案例二：某客户主板出货6个月后，出现无法开机现象。
经电测发现某BGA下面两个VIA孔及其相连电路出现电压异常（5V减小为3V），有漏
电流现象，不良率在5%~10%。
PCB表面覆盖蓝色阻焊油墨，两VIA孔用蓝色油墨塞孔。
表面线路观察3D OM观察显示，问题VIA孔附近未发现明显污染物残留，背面相连电路表面未发现阻焊膜破损及残铜等异常现象。
失效区域阻抗测试显示，阻抗为+7Ω，阻抗偏低（通常绝缘体阻值>+08Ω）。
对失效样品进行CAF测试，测试条件：85℃，85%RH；施加直流电压
100V。
以上案例仅供参考，如需更多信息，建议咨询电子工程师或查阅相关论坛。
航电电源板层间CAF_短路失效机理及退化时间分析
装备环境工程第20卷第11期·38·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年11月航电电源板层间CAF短路失效机理及退化时间分析邓林1,2，连可3*，黄付刚1,2，李墨1，阳昆3（1.中国电子科技集团公司第二十九研究所，成都 610036；2.四川省高效电源变换技术工程研究中心，成都 610036；3.敏捷智能计算四川省重点实验室，成都 610036）摘要：目的掌握CAF失效机理MTTF分析方法，以便于在实际案例中实施工程优化决策，从而降低故障危害风险和寿命周期总费用。
方法以某航电电源母板CAF失效为例，基于CAF失效机理的物理化学变化时间特性模型算法，建立电压、介质间距和MTTF变化关系，以辅助工程优化决策。
结果基于仿真计算数据，形成对特定范围产品的改进和处置决策，从而限制失效危害风险的进一步扩散，降低了产品生命周期维护费用，并提升了客户满意度。
结论掌握装备常见失效机理和采取适宜的应对措施，是持续改进装备可用性、可靠性和环境适应性的必要条件。
关键词：阳极导电丝生长（CAF）；失效模式；根本原因分析（RCA）；退化时间中图分类号：TN956 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)11-0038-07DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.11.006Analysis on the Failure Mechanism and Degradation Time of CAF betweenLayers in the PWBs of Avionics Power Supply ModuleDENG Lin1,2, LIAN Ke3, HUANG Fu-gang1,2, LI Mo1, YANG Kun3(1. The 29th Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Chengdu 610036, China; 2. Sichuan ProvincialEngineering Research Center of High Efficiency Power Converter Technology, Chengdu 610036, China;3. Agile Intelligent Computing Sichuan Key Laboratory, Chengdu 610036, China)ABSTRACT: The work aims to acquire the MTTF analysis method for the failure mechanism of Conductive Anodic Filament Formation (CAF), so as to facilitate the implementation of engineering optimization decisions in practical cases, thus reducing the risk of failure hazards and the total cost of life cycle. With the failure of CAF in a certain avionics power supply PWB as an example, the relationship among voltage, dielectric spacing and MTTF change was established based on the time characteristic model algorithm of physical and chemical changes of CAF failure mechanism. Based on the simulation calculation data, the im-provement and disposal decisions for a specific range of products were formed, thus limiting the further spread of the risk of failure hazards, reducing the maintenance cost of product during life cycle and improving customer satisfaction. It is necessary收稿日期：2023-08-09；修订日期：2023-08-31Received：2023-08-09；Revised：2023-08-31基金项目：企业预研项目（Y225889）Fund：Enterprise Pre Research Project (Y225889)引文格式：邓林, 连可, 黄付刚, 等. 航电电源板层间CAF短路失效机理及退化时间分析[J]. 装备环境工程, 2023, 20(11): 38-44.DENG Lin, LIAN Ke, HUANG Fu-gang, et al. Analysis on the Failure Mechanism and Degradation Time of CAF between Layers in the PWBs of Avionics Power Supply Module[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(11): 38-44.第20卷第11期邓林，等：航电电源板层间CAF短路失效机理及退化时间分析·39·to master the common failure mechanism of equipment and take appropriate countermeasures to continuously improve the avail-ability, reliability and environmental adaptability of equipment.KEY WORDS: Conductive Anodic Filament Formation (CAF); failure mode; root cause analysis (RCA); degradation time航空装备随装载平台运行在多种不同环境条件及参数的地域范围中，如高原、热带湿热、近海沿海等。
CAF失效原理
2009.01
材料的发展背景 ----无铅化
材料为什么要满足“无铅”化
2003年1月23号，欧盟正式对外发布WEEE（WASTE OF ELECTRIC AND ELECTRONIC EQUIPMENT）和RoHS （RESTRICTION OF HAZARDOUS SUBSTANCES）两 大指令，并于2005年1月1号开始正式实施：
供应商 松下
Tg 140 145 175
填料 NO YES YES YES YES YES NO NO YES NO
固化体系 PN DICY PN PN DICY DICY PN PN PN PN
无铅适用 YES YES YES YES YES YES YES YES YES NO
CAF性能 YES YES YES YES YES YES YES YES YES NO
结果:易发生玻纤/填料与树脂之间的分离问题_形成通道
CAF失效影响因素
CAF失效影响因素
CAF失效事例
CAF预防
材料选用 选用耐CAF材料 设计:孔壁间距≥0.4mm
材料 R-1755C R-1566W(无卤) R-1755V E-679F（j） BE-67G（H）（无卤） BE-67G（S） E-679W HR-01 HR-02 LA-01
无铅要求满足测试
No 1 2 3 4 测试项目 热冲击 CAF 测试 无铅回流测 试 老化测试 测试条件 A）预处理:烘板:125℃/2hour . B）热冲击: 40℃(30min)~+125℃(30min),1000cycles. 温度: 85 ℃, 湿度: RH85% 偏压: 50 v 烘板;125C 4h 无铅回流曲线; 6 cycles 烘板:125C 4h 老化条件:40C 90%RH 5h 无铅回流曲线;6 cycles 烘板:125C 4h 老化条件:40C 90%RH 5h 288C 10S 浮锡 :1 to 5 cycles
印制电路板的一种CAF失效模式分析
印制电路板的一种CAF失效模式分析童福生;熊厚友;钟国华【摘要】文章通过对印制电路板的一种CAF失效模式进行分析,找到在PCB生产过程中产生CAF问题的成因,进而提出改善措施.为后续产品制作提供借鉴,降低PCB产品发生可靠性问题的风险.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2017(025)010【总页数】4页(P54-57)【关键词】导电性阳极细丝;印制电路板;产品可靠性【作者】童福生;熊厚友;钟国华【作者单位】胜宏科技(惠州)股份有限公司,广东惠州 516211;胜宏科技(惠州)股份有限公司,广东惠州 516211;胜宏科技(惠州)股份有限公司,广东惠州 516211【正文语种】中文【中图分类】TN41随着电子类产品向着轻、薄、小和多功能化发展，PCB的图形设计越来越密集，孔到孔、孔到线与线到线间的距离越来越小，线路设计越来越细，对电子产品的可靠性要求越来越严。
如何保证产品的可靠性，除了从原材料就管控外，对PCB各流程的管控也至关重要。
对产品可靠性的要求非常严格的PCB在导入客户前，几乎都需要先做一款信赖性考试板，而CAF测试要求则是考试板的重中之重。
只有通过可靠性考试板的各项测试要求，才有机会去导入该客户。
如下介绍的为我司制作的一款日系产品可靠性考试板，第一次制作线与线间的CAF测试失效，本文主要对CAF测试NG的原因进行分析，探讨制作信赖性考试板的方法。
1.1.1 CAF的含义CAF（Conductive Anodic Filament，导电性阳极细丝），属阳极性玻璃纤维丝漏电现象，即是指从阳极（高电压）沿着玻璃纤维束间的微裂通道，往阴极（低电压）路途中发生铜与铜间的漏电行为。
1.1.2 CAF的反应原理CAF发生必须在有铜和对应位置施加了偏执电压，在阳极生产铜离子，在阴极产生铜。
不论是玻璃布品质、孔距离太近或是后段制程(钻孔/PTH)等原因，他们主要是让水汽进入玻璃束中而导致阴极置换出铜接而导致微短路现象。
caf失效树脂原因 -回复
caf失效树脂原因-回复为什么CAF失效树脂会失效？CAF（Conductive Anodic Filament）失效是一种电子器件中常见的故障现象，指的是导电性阳极填充物（CAF）渗入到树脂层中，导致电路短路或故障。
CAF失效树脂的失效主要原因是树脂中含有水分和湿度，以及树脂中的化学物质的作用。
本文将详细介绍CAF失效树脂失效的原因，并从水分和湿度、化学物质以及材料选择和工艺改进等方面进行分析。
一、水分和湿度水分和湿度是CAF失效树脂失效的主要因素之一。
在电子器件制造过程中，由于树脂材料的吸湿性，树脂中容易吸收并储存大量的水分。
这些水分会在电路板运行过程中释放出来，导致导电性阳极填充物（CAF）的形成和扩展。
CAF通常由阴极极性腐蚀所产生，而水分和湿度提供了必要的湿环境和电导路径。
当水分和湿度进一步增加时，CAF的形成和扩展速度将更加迅速，最终导致电路短路或故障。
二、化学物质的作用除了水分和湿度，树脂中的化学物质也会促进CAF的形成和扩展。
在电子器件制造过程中，树脂与其他材料接触，会发生物理和化学的相互作用，并引发一系列的化学反应。
这些反应可能导致树脂内部形成有导电性的阳极填充物，并且在电路板运行过程中逐渐扩展。
一些常见的化学物质，如硫酸铜、硫酸铁等，被发现与CAF的形成和扩展密切相关。
它们在树脂中催化阴极极性腐蚀的发生，加速了CAF的过程。
材料选择和工艺改进为了防止CAF失效树脂的发生，需要从材料选择和工艺改进两方面进行控制。
在材料选择方面，首先应选择具有较低吸湿性的树脂材料。
一些具有较低吸湿性的环氧树脂或聚酰亚胺树脂等材料可以有效减少水分的吸收和储存。
此外，添加阻挠剂和湿度吸湿剂等化合物也可以减少树脂中的水分含量，从而减少CAF发生的可能性。
在工艺改进方面，可以采取一些措施来降低树脂中水分和湿度的含量。
例如，可以在制造过程中使用真空包封或热处理等方法，以减少材料与大气环境接触的时间和机会。
caf失效树脂原因
caf失效树脂原因CAF（Conductive Anodic Filamentation）失效是一种常见的电子产品故障，特别是在PCB（Printed Circuit Board）中常常出现。
CAF失效指的是在电介质中形成导电通道，导致电气短路或失效。
CAF失效的主要原因包括以下几点：1. 湿度：高湿环境会导致电介质中的水分吸收，使其导电性增加。
这可能导致电流在电介质中形成导电通道，进而引发CAF失效。
2. 腐蚀：电介质中存在的化学物质，如离子、酸碱等，可能会侵蚀金属导线或导体表面的保护层，从而促进CAF的形成。
3. 电场强度：当电场强度超过电介质的耐压能力时，会导致电介质击穿，形成导电通道并引发CAF失效。
4. 材料选择：使用不合适的电介质材料也可能导致CAF 失效。
某些材料在长期使用中容易发生化学变化，增加了CAF失效的风险。
5. PCB设计：不良的PCB设计可能会导致CAF失效。
例如，导线与导线之间的距离太近、边缘处的应力集中等，都可能增加CAF失效的风险。
为了避免CAF失效，可以采取以下措施：1. 使用高质量的电介质材料，并确保其具有良好的耐电气老化性能和湿度稳定性。
选择合适的电介质材料对于防止CAF失效至关重要。
2. 控制PCB的环境条件，尽量避免高湿度环境以及腐蚀性气体的存在。
3. 在PCB设计过程中，注意导线之间的间距，避免边缘处应力集中。
合理布局电路板，减少电场强度。
4. 进行严格的质量控制，包括原材料检验、生产过程监控和产品测试，以减少CAF失效的概率。
总之，CAF失效是一个复杂的问题，涉及多个因素。
通过合适的材料选择、良好的PCB设计和严格的质量控制，可以最大程度地减少CAF失效的风险。
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四、针对CAF 失效PCB需要改善的方向：
1、板材的选择 2、PE设计（孔距、板材的选择） 3、主要工序的生产条件的优化（重点控制孔粗和灯芯） 4、生产过程的监控 5、生产环境（温湿度、电压差、离子污染等）
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五、具体的改善措施（DR）：
谢谢！
广东依顿电子科技股份有限公司 ⑵、CAF失效一般发生的位置：
⑶、CAF反原理：
CAF 發生必須在有銅和對應位置施加了偏置電壓，在陽極生產銅離子，在陰極產 成銅。不論是玻纖布的品質、孔距離太近或是後段製程( 鉆孔/PTH) 等原因,它們主 要是讓水氣進入玻纖束中而導致陰極置換出銅接而導致微SHORT 現象。
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CAF 失效改善
准备：戈梁卿 审核：莫生 日期：2012/1/31
一、：背景：
内容提要：
二、： CAF产生的机理：
⑴、CAF的定义： ⑵、CAF失效一般发生的位置： ⑶、CAF反应原理： ⑷、CAF失效的典型图片：
三、：产生CAF失效所需要的条件：
四、：针对CAF 失效PCB需要改善的方向：
五、：针对PCB具体的改善措施：
广东依顿电子科技股份有限公司 一、背景：
2011年公司陆续收到有关电迁移（CAF）失效的投诉，并 且投诉索赔的金额比较大，故需要对类似的电迁移（CAF） 失效进行跟进并对主要影响因数进行优化和规范
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二、CAF产生的机理：
⑴、CAF的定义：導電離子遷移是指從陽極（高電壓）沿着 玻璃纖維束間的微裂通道，往陰極（低電壓）路途中 發生铜与铜間的漏電行為。
⑷、CAF失效的典型图片（一）：
⑷、CAF失效的典型图片（二）：
不合格，树脂浸润不足
合格
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三、产生CAF失效所需要的条件：
㈠、电压差 提供离子迁移的能量 ㈡、潮湿和水气 1、PCB的制造过程板子吸湿受潮 2、PCBA的贴装过程板子吸湿受潮 3、PCBA实际使用过程 ㈢、通路： 1、板材品质：玻布与树脂分离（浸润不足）或有GAP 2 、PCB制造过程：层压、钻孔、PTH 3、PCBA受热、高湿等影响