電池電路板廠了解到，PCB漏電的問(wèn)題，起因是一款低功耗產(chǎn)品，本來(lái)整機(jī)uA級(jí)別的電流，常溫老化使用了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)其功耗上升，個(gè)別樣機(jī)功耗甚至達(dá)到了mA級(jí)別。仔細(xì)排除了元器件問(wèn)題，最終發(fā)現(xiàn)了一個(gè)5V電壓點(diǎn)，在產(chǎn)品休眠的狀態(tài)下本該為0V，然而其竟然有1.8V左右的壓降！耐心地切割PCB線路，驚訝地發(fā)現(xiàn)PCB上的兩個(gè)毫無(wú)電氣連接的過(guò)孔竟然可以測(cè)試到相互間幾百歐姆的阻值。查看該設(shè)計(jì)原稿，兩層板，過(guò)孔間距焊盤間距>6mil，孔壁間距>18mil，這樣的設(shè)計(jì)在PCB行業(yè)中實(shí)屬普通的鉆孔工藝。洗去油墨，排除油墨或孔表層的雜質(zhì)導(dǎo)電問(wèn)題，實(shí)測(cè)過(guò)孔間阻值依然存在！百思不得其解一段時(shí)間后，才發(fā)現(xiàn)原來(lái)是“CAF效應(yīng)”導(dǎo)致的漏電問(wèn)題！

什么是CAF效應(yīng)：

CAF，全稱為導(dǎo)電性陽(yáng)極絲(CAF：Conductive Anodic Filamentation)， 指的是PCB內(nèi)部銅離子從陽(yáng)極（高電壓）沿著玻纖絲間的微裂通道，向陰極（低電壓）遷移過(guò)程中發(fā)生的銅與銅鹽的漏電行為。

如下圖片，對(duì)兩個(gè)相鄰的兩個(gè)過(guò)孔進(jìn)行縱向研磨，置于電子顯微鏡下放大100倍，板材呈黯淡顏色，亮金色部分則為銅，可以看到在兩個(gè)過(guò)孔間，有銅點(diǎn)、銅絲存在。

CAF產(chǎn)生的機(jī)理：

1. 常規(guī)的FR4 PCB板材是由玻璃絲編織成玻璃布，然后涂環(huán)氧樹脂半固化后制成。樹脂與玻纖之間的附著力不足或含浸時(shí)膠性不良，兩者之間容易出現(xiàn)間隙，加之在鉆孔等機(jī)械加工過(guò)程中，由于切向拉力及縱向沖擊力的作用對(duì)樹脂粘合力的進(jìn)一步破壞，可能造成玻纖束被拉松或分離而出現(xiàn)間隙。在高溫高濕的環(huán)境下，環(huán)氧樹脂與玻纖之間的附著力更加出現(xiàn)劣化，并促成玻纖表面硅烷偶聯(lián)劑化學(xué)水解，沿著玻纖增強(qiáng)材料形成可供電子遷移的通路；

2. 基于上面的條件，此時(shí)距離較近的兩個(gè)過(guò)孔若存在電勢(shì)差，那么電勢(shì)較高的陽(yáng)極上的銅會(huì)被氧化成為銅離子，銅離子在電場(chǎng)的作用下向電勢(shì)較低的陰極遷移，在遷移過(guò)程中，與板材的雜質(zhì)離子或OH-結(jié)合，生成了不溶于水的導(dǎo)電鹽，并沉積下來(lái)，由此兩個(gè)絕緣孔之間的電氣間距急劇下降，嚴(yán)重的甚至可以直接導(dǎo)通形成短路。

陽(yáng)極：

Cu → Cu2++2e– 

H2O →  H++OH- 

陰極：

2H++2e– → H2

Cu2++2OH– → Cu(OH)2

Cu(OH)2 → CuO+H2O

CuO+H2O → Cu(OH)2 → Cu2++2OH–

Cu2++2e– → Cu

在還沒(méi)有意識(shí)到CAF效應(yīng)導(dǎo)致的不良之前，我對(duì)于相互絕緣的兩個(gè)過(guò)孔間出現(xiàn)阻值的現(xiàn)象感到不可思議，后來(lái)經(jīng)過(guò)資料查詢，才發(fā)現(xiàn)許多同行也為這個(gè)問(wèn)題困擾過(guò)，甚至CAF效應(yīng)已經(jīng)是PCB業(yè)內(nèi)一個(gè)較為熱門的可靠性問(wèn)題之一！

PCB廠講如何防止或減少CAF的發(fā)生？

1. 提高板材在抗CAF方面的能力。對(duì)于電路板基材工藝，可以從提高材料中離子純度、使用低吸濕性樹脂、玻璃布被樹脂充分浸泡結(jié)合良好等方面進(jìn)行提高。對(duì)于應(yīng)用端的工程師，在板材選型時(shí)，可以考慮使用耐CAF板材。如下板材供應(yīng)商生益的板材選型中，就有耐CAF的板材可供選型。

2. PCB的機(jī)械鉆孔或鐳射燒孔會(huì)產(chǎn)生高溫，超過(guò)板材的Tg點(diǎn)時(shí)會(huì)融溶并形成殘?jiān)?，這些殘?jiān)街诳妆跁?huì)造成鍍銅時(shí)接觸不良，因此在鍍銅前必須進(jìn)行除渣作業(yè)，除渣作業(yè)中的浸泡處理會(huì)對(duì)通孔造成一定的侵蝕并可能帶來(lái)滲銅問(wèn)題，使后續(xù)的銅遷移現(xiàn)象更加容易；

3. PCB設(shè)計(jì)時(shí)，增加通孔間距，另外，由于CAF通道幾乎沿著同一玻璃纖維束產(chǎn)生，因此，將相鄰的通孔交叉發(fā)布有助于降低CAF的發(fā)生；

4. 對(duì)PCBA進(jìn)行表面清潔處理，例如使用高壓氣槍進(jìn)行灰塵清理，避免雜質(zhì)殘留導(dǎo)致不必要的雜質(zhì)發(fā)生電解。另外，在PCBA表面涂覆三防漆，避免水汽的侵入，特別是在高溫高濕的地理環(huán)境。

以上就是線路板廠家整理的PCB相關(guān)知識(shí)，希望大家有所收獲！

來(lái)源：硬件大熊