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耐CAF（導(dǎo)電陽極絲）測(cè)試：X-Y軸檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-17 16:26:47 更新時(shí)間：2025-08-16 16:26:47

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

耐CAF（導(dǎo)電陽極絲）測(cè)試：X-Y軸檢測(cè)詳解

耐CAF（Conductive Anodic Filament，導(dǎo)電陽極絲）測(cè)試是評(píng)估印制電路板（PCB）在高濕度、高電壓環(huán)境下抵抗電化學(xué)遷移能力的重要可靠性測(cè)試。隨著電子設(shè)備向小型化、高密度化發(fā)展，PCB內(nèi)部的微孔、層間絕緣材料以及銅導(dǎo)體之間的電化學(xué)可靠性問題日益突出。特別是在高溫高濕環(huán)境下，電解質(zhì)溶液在絕緣材料中形成導(dǎo)電路徑，導(dǎo)致微小的導(dǎo)電陽極絲（CAF）從陽極向陰極生長(zhǎng)，最終引發(fā)短路失效。因此，耐CAF測(cè)試成為評(píng)估PCB材料耐久性與可靠性不可或缺的一環(huán)。X-Y軸檢測(cè)作為該測(cè)試中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要用于量化CAF在PCB板面兩個(gè)相互垂直方向（X軸與Y軸）上的生長(zhǎng)路徑、速度與分布密度，從而全面評(píng)估材料在不同方向上的抗CAF能力。通過X-Y軸檢測(cè)，工程師可以識(shí)別材料在特定方向上的薄弱區(qū)域，優(yōu)化材料配方、層間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，從而提升產(chǎn)品在惡劣環(huán)境中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與壽命。

檢測(cè)項(xiàng)目

耐CAF測(cè)試的主要檢測(cè)項(xiàng)目包括：

CAF生長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度（X軸與Y軸方向）
CAF起始時(shí)間與生長(zhǎng)速率
最大電導(dǎo)率與漏電流變化
是否發(fā)生短路或阻抗下降
不同方向（X/Y軸）的對(duì)稱性與差異性分析
失效位置的顯微形貌分析（如SEM、X-ray）

檢測(cè)儀器

進(jìn)行耐CAF測(cè)試及X-Y軸檢測(cè)需配備高精度、高穩(wěn)定性的專業(yè)測(cè)試設(shè)備，主要包括：

恒溫恒濕老化箱：模擬高溫高濕環(huán)境（如85℃/85%RH），確保測(cè)試環(huán)境穩(wěn)定可控。
直流高壓電源與微電流測(cè)量系統(tǒng)：提供穩(wěn)定的直流電壓（通常為50V~200V），并精確測(cè)量微安級(jí)別漏電流變化。
四點(diǎn)探針測(cè)試儀或電學(xué)探針臺(tái)：用于在X-Y軸方向上對(duì)特定點(diǎn)進(jìn)行電學(xué)掃描，定位CAF生長(zhǎng)路徑。
光學(xué)顯微鏡與高倍顯微成像系統(tǒng)（如SEM）：用于觀察CAF生長(zhǎng)形貌、路徑分布及斷口特征。
自動(dòng)X-Y軸掃描平臺(tái)：實(shí)現(xiàn)高精度、可重復(fù)的X-Y方向電學(xué)掃描，記錄各點(diǎn)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，構(gòu)建二維電導(dǎo)分布圖。
數(shù)據(jù)采集與分析軟件系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程自動(dòng)記錄、實(shí)時(shí)監(jiān)控、生成X-Y軸電導(dǎo)熱力圖及生長(zhǎng)趨勢(shì)報(bào)告。

檢測(cè)方法

耐CAF測(cè)試的X-Y軸檢測(cè)通常遵循以下標(biāo)準(zhǔn)流程：

樣品準(zhǔn)備：選取具有典型層間結(jié)構(gòu)的PCB樣品（如帶盲孔、埋孔或微通孔的多層板），確保測(cè)試區(qū)域（通常為X-Y方向10mm×10mm）具有代表性。
電極布置：在樣品的X軸與Y軸方向施加電極（通常為銅箔或銀漿電極），形成電場(chǎng)路徑。
環(huán)境設(shè)置：將樣品置于恒溫恒濕箱中，設(shè)定溫度為85℃，相對(duì)濕度85%，持續(xù)施加直流電壓（如100V）。
電學(xué)掃描與數(shù)據(jù)采集：每隔一定時(shí)間（如每10小時(shí)），通過自動(dòng)X-Y軸掃描平臺(tái)對(duì)測(cè)試區(qū)域進(jìn)行電學(xué)掃描，采集每個(gè)點(diǎn)的電阻或電導(dǎo)值，構(gòu)建二維電導(dǎo)分布圖。
CAF識(shí)別與判斷：當(dāng)某點(diǎn)電導(dǎo)率顯著上升（如超過初始值10倍），且連續(xù)點(diǎn)形成鏈狀或線狀結(jié)構(gòu)時(shí)，判定為CAF路徑形成。
失效判定：當(dāng)漏電流超過規(guī)定閾值（如100μA）或出現(xiàn)短路時(shí)，判定為CAF失效，并記錄失效時(shí)間與位置。
顯微分析：對(duì)失效區(qū)域進(jìn)行剖切與SEM觀察，確認(rèn)CAF是否貫通層間，分析其形貌與材料特性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

耐CAF測(cè)試及相關(guān)X-Y軸檢測(cè)主要依據(jù)以下國(guó)際與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

IPC-TM-650 2.6.19：《印制板及印制電路板的測(cè)試方法—導(dǎo)電陽極絲（CAF）測(cè)試》。該標(biāo)準(zhǔn)是目前最廣泛采用的CAF測(cè)試規(guī)范，詳細(xì)規(guī)定了測(cè)試條件、電壓、溫度、濕度、電極布置及失效判定依據(jù)。
IEC 60664-1：《絕緣配合—第1部分：基本原則、要求和試驗(yàn)》。涉及高電壓環(huán)境下的絕緣性能評(píng)估，為CAF測(cè)試提供理論支撐。
JEDEC JESD22-A114：《半導(dǎo)體器件的環(huán)境測(cè)試—高溫高濕偏壓測(cè)試》。雖主要針對(duì)芯片，但其測(cè)試條件被廣泛借鑒用于PCB級(jí)CAF評(píng)估。
GB/T 2423.38：《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法—恒定濕熱試驗(yàn)》。國(guó)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)，用于驗(yàn)證環(huán)境條件的可靠性。
ISO 16750-4：《道路車輛—環(huán)境條件與測(cè)試—第4部分：氣候環(huán)境》。適用于汽車電子PCB的CAF評(píng)估，強(qiáng)調(diào)極端環(huán)境下的可靠性。

在實(shí)際應(yīng)用中，X-Y軸檢測(cè)的分析結(jié)果需結(jié)合IPC-TM-650標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷：若在1000小時(shí)測(cè)試內(nèi)未發(fā)生CAF失效，且X-Y軸方向電導(dǎo)變化均勻，可認(rèn)為材料具備良好的抗CAF性能；若某一方向（如Y軸）出現(xiàn)顯著電導(dǎo)上升或CAF提前形成，則需重新評(píng)估材料各向異性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。