隨著電子產品的快速發展，電子設備更是朝著輕、薄、小的方向發展，使得印制電路板CAF問題成為影響產品可靠性的重要因素。通過介紹CAF發生原理，為廠商提供CAF效應分析和改善的依據。

一、CAF定義

      CAF：英文ConductiveAnodic Filament的簡寫，即陽極性玻璃纖維漏電。

      當板面兩股線路或板內兩個金屬通孔相距太近，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的玻璃纖維的表面，而出現電化性遷移之絕緣劣化情形。此乃因玻璃布為求能良好的含浸有機樹脂，均在玻璃布表做過耦合性“矽烷處理“之皮膜，一旦水氣較多又恰好線底壓觸到玻璃布時，將因此種皮膜具有較大的極性并出現縫隙導致吸水，逐漸呈現輕微之漏電現象，特稱為CAF。

      常見CAF有孔壁與孔壁之間，孔壁到線路之間，線路到線路之間各種漏電情形，如下圖1所示：

      自從無鉛化與無鹵板材的盛行后，樹脂中加入多量的SiO2或Al（OH）3,且玻璃紗束中也不易含浸黏度增大數量變小的樹脂入內，甚至紗束與樹脂的界面也出現空隙。

      同時孔距日益拉近絕緣厚度不斷減薄，在后續使用中導致不斷出現的CAF，已成為非常痛苦的問題。其最令人寢食難安的是PCB與PCBA過程中根本發現不了，直到最后出了大問題時已經太晚了。

二、CAF的形成原理：

      上圖為日立化成所發布CAF的成因說明：當板材出現細微通道又存在水氯與電解質或dicy固化之極性較大樹脂，再加上紗束兩端銅基導體之電壓不等時，將有可能在陽極處（較高電位）發生銅金屬的氧化而出現Cu+或Cu+2，進而會沿著玻璃纖維的空隙，往陰極產生電化性遷移（Electro-Chemical Migration,ECM）。同時陰極端的電子也會往陽極移動，于是兩者相逢后即出現銅金屬還原，并在兩端沿著紗束逐漸搭成了短路的漏電。

      由此可知：造成CAF失效的條件主要有：1.水氯、2.電解質、3.露銅、4.偏壓、5.通道。

      當五種條件皆失效時則居高電位陽極的銅金屬會先氧化成為Cu+或Cu+2并沿著已形成的不良通道的玻璃紗束向陰極慢慢遷移，而陰極的電子也會往陽極移動，路途中的銅離子遇到電子時即會還原出銅金屬，并逐漸從陽極往陰極長出銅膜，故又稱為“銅遷移”。如下圖：

三、PCB板CAF形成原因

      CAF的出現直接會導致PCB產品的報廢，從而引起巨大的損失。以下為不同情況下的CAF情況：

      1.兩通孔間的防火墻太薄或板材含浸不良殘留通道或鉆孔粗糙引發通道時，在濕氣中可能出現CAF而失效，烘干又可能回復正常。

      2.孔密集區域鉆孔傷到板材加上Desmearing過度，則兩導體間的受傷危材經多道濕制程后就有ECM式銅遷移之CAF與Dendrite的危險。

      下圖為垂直鏈接圖可放大移動細看各受傷危材的情勢。

      3.鉆孔粗糙加上過度除膠渣（Desmearing）將導致玻璃纖維中超量滲銅（Wicking）,對于較薄的防火墻處出現CAF的幾率增大。

      4.玻璃布難免會存在斷絲的紗束，此種通道也將成為CAF的隱患。

      5.當PCB板越厚又加上厚銅，則回流焊強熱后很容易發生板外所見不到的各種內部微裂，這些都將成為CAF的病灶。無鹵板材脆性較大，下圖為TG150的HF板材通過400次溫度循環試驗所呈現的微裂情況：

四、CAF改善

      1.防火墻厚度低于20mil其發生CAF的幾率會加大，需嚴格調整管控鉆孔參數，降低鉆孔不當對材料（孔壁）的拉扯，降低孔粗，防止Wicking超標。

      2.玻璃布含浸良好者可降低通道，IPC-4101B(2007.4)進步到無鉛化，IPC-4101C（2009.8）進步到無鹵化板材，兩者的樹脂都不易填充扎實而導致可能存在不良通道。

      無鉛化或無鹵化的板材為了減少Z膨脹系數降低爆板風險，均需加入重量比25%左右的粉料填充，但如此一來也增大了黏度平添了含浸的困難，留下通道引發CAF的隱患。以下圖11可明顯看到傳統玻纖布與新型玻纖布的區別。

      在下圖12中更可以見到2116、7628、1080三種玻纖布，事實上只有最薄的1080才具有最好的降低透氣率，從而提升品質。此處三種玻纖布放大實例中可清楚見到開口的大小，開口越小則透氣度越低。

      使用開纖的玻璃布可以使樹脂更好的濕潤填滿玻纖，防止材料本身的微小通道產生。

      3.使用耐熱性能良好的材料，避免材料耐熱性能不好而在板內出現微小裂縫形成CAF通道。

      4.生產中嚴格管控好除膠，避免除膠過度，造成Wicking超標。

      5.密孔錯開設計也可降低CAF的發生，圖13中，左圖三排陰陽通孔之串列是順著玻纖布而制作，右圖兩排陰陽孔卻是相互錯開，使得兩孔間的玻纖紗束對銅遷移形成了迂回，當然就不容易發生CAF了。