离子迁移(二)—导电阳极丝

一、什么是CAF?

CAF（Condutive Anodic Filamentation）全称导电阳极丝，是PCB内部的Cu离子沿着玻纤的微裂通道或接口部位，从阳极向阴极方向生长而形成导电性细丝物的现象。

小编划重点:注意CAF是沿着PCB的玻纤微裂生长的，这是它形成的根本原因，也是它区别于枝晶的地方。

二、CAF的形成机理

CAF的形成过程如下:

1.首先是由于焊接的高温等因素造成是PCB的玻纤环氧的物理劣化或破坏;湿气和离子污染物就可以沿着玻璃纤维和环氧树脂的间隙迁移和渗透，成为一条化学通路。

2.在高温高湿的环境下，PCB吸潮，在玻纤环氧分界面形成水介质，为金属的离子化提供基础。

3.在电场的作用下，发生电化学反应,阳极上的铜溶解成铜离子，铜离子在电场的作用下向阴极迁移，在迁移的过程中与杂质离子生成导电盐沉积下并析出铜，就形成了导电阳极的生长。

其化学反应式如下:

三、CAF的形成诱因

1.PCB 基材种类

基材对CAF生成的影响最大。根据有关资料，对不同的PCB基材形成CAF的敏感性程度排序如下：

MC-1＞Epoxy/Kevar＞FR-4＞≈PI＞G-10＞CEM＞CE＞BT

2.导体的结构

导体结构也是构成CAF形成敏感性的重要因素，CAF在过孔与过孔间、过孔与内外层导线间以及外层导线间都可能形成。其中孔到孔的结构最易形成CAF，这是因为电镀通孔孔壁与各层玻璃纤维都直接接触。焊盘到焊盘的结构最不易形成CAF。其他结构形成CAF的难易程度是介于上述二者之间。

3.电场强度

电极间的电场越强，越容易形成CAF。

4.环境的影响

高温高湿的环境使的PCB容易吸潮，利于CAF的生长。

四、CAF的故障模式

CAF导致的故障模式主要是漏电和短路。如下图的PCB由于导电阳极丝的生长导致电源正线与地发生短路。

五、结束语

潮湿的环境利于导电阳极丝的生长，所以我们在产品设计时要充分考虑产品的环境适应性。对于长期工作于高温高湿环境的产品，要考虑防止CAF发生。

长按二维码识别关注我们