CAF 導電陽極絲：電路板內層微短路怎麼認、怎麼測、怎麼預防，從症狀到取捨的 5 個階段

CAF（Conductive Anodic Filament，導電陽極絲）是電路板（PCB，Printed Circuit Board）內部，沿著玻璃纖維與樹脂之間的縫，慢慢長出來的導電細絲：在電場與濕氣之下，銅溶解、被搬運，從正極（陽極）往負極（陰極）長，把相鄰的兩個孔連起來，造成漏電、時好時壞的短路，嚴重時擊穿絕緣。它長在板子裡面，不是表面的殘留，洗得再乾淨也不能保證沒有；要靠板材、孔距與 PCB 廠的製程來管，再用 IPC 的測試方法驗證。做的順序是五步：先認出症狀，再向 PCB 廠要板材與製程資料，需要時照測試方法驗證，接著判讀結果，之後在設計、材料與組裝之間取捨。公開資料的重點：IPC-TM-650 2.6.25 這份測試方法（現行版 Revision C），用 10 層的測試板，在 65 °C 或 85 °C、相對濕度（RH，Relative Humidity）87% 之下，加直流偏壓（標準是 10 V 或 100 V）500 小時，絕緣電阻比基準掉超過一個數量級，就算失效；含 96 小時的穩定期，全程約 596 小時。

• 先認出症狀：時好時壞的漏電、潮濕或放一陣子才出現、故障點在相鄰的兩個孔之間，比較像 CAF；板面看得到枝晶或殘留，先查表面（階段①）。
• 向 PCB 廠要的是細節，不是一句「沒有 CAF」：板材、孔邊間距下限、鑽孔與孔壁的處理，還有測試報告的條件（階段②）。
• 驗證要花約 25 天：96 小時穩定期加 500 小時偏壓，要有恆溫恆濕箱、直流偏壓電源與量極高電阻的量表，板子還要先洗乾淨、烤乾（階段③、④）。
• 預防在設計與材料端：加大孔邊間距、選玻璃與樹脂附著好的板材；回焊溫度也有影響（階段⑤）。

本文從「板子在潮濕的環境下，出現時好時壞的漏電，懷疑是 CAF」開始講，到「判讀測試結果、決定板材與設計怎麼取捨」為止。助焊劑殘留要不要洗，見嘉鴻已上線的〈助焊劑殘留要洗嗎？白色殘留判斷與洗不洗 3 步決策〉；洗完怎麼證明乾淨，見〈電路板洗乾淨，怎麼證明？——讓客戶稽核一次過關的四份文件〉；組裝前的電路板要不要烤，見〈PCB 烘烤：過期電路板要不要烤？4 步判斷流程〉。表面殘留造成的漏電（SIR，Surface Insulation Resistance，表面絕緣電阻）、各標準的完整測試條件（要付費購買）與汽車板的規格，不在本文。下面每個階段寫：怎麼做、公開資料怎麼說；階段①③④⑤另列嘉鴻能幫的；來源、例外與條款放在文末的「備註」。

階段①：認出症狀，分清是 CAF 還是別的

CAF 長在板子裡面，看不到。先用症狀縮小範圍，再用重現與切片確認。

怎麼做：

• 先把故障資料寫清楚：在什麼電壓、溫度、濕度下發生；故障的是哪兩個網路（Net，電路上相連的一組導線）；兩個網路之間有沒有電位差（本文的整理）。
• 先查表面：板面有沒有殘留、枝晶或污染。表面的問題，見〈助焊劑殘留要洗嗎？〉。
• 要確認是 CAF，靠重現與切片。百科頁面寫的方法：溫濕度加偏壓（THB，Temperature-Humidity-Bias）可以重現間歇性的失效；橫切（Cross-section，把板子切開、研磨，在顯微鏡下看）與超導量子干涉元件（SQUID，Superconducting Quantum Interference Device）的掃描，可以幫忙找出故障的位置。
• 切開看到的是沿著玻璃纖維的銅，再核對那兩個孔是不是不同電位的網路，才下結論（本文的整理）。

公開資料怎麼說：

• 上表。

嘉鴻能幫的：

• 看板面與切好的斷面：4K 3D 數位顯微鏡（頁面寫內建測量系統、螢幕直視）、40 倍手持放大鏡（頁面寫折疊式、內建 LED 照明）。
• 重現失效用的恆溫恆濕箱，見階段③。
• 價格與庫存，請洽詢。

階段②：向 PCB 廠要什麼資料

板子是 PCB 廠做的，CAF 的風險在板材與板內的製程。報告只寫「通過 CAF 測試」不夠，要問的是下面這幾項。

怎麼做：

• 向 PCB 廠要「同一種板材、相近孔距」的 CAF 測試報告，對照上表第五列的條件，不要只看一句「通過」。
• 板材、製程或廠址有變，就再問一次（本文的整理）。
• 把板材型號、孔距下限與批號，記在料號的承認資料裡，之後萬一失效，才查得到（本文的整理）。
• 您的產品電壓差較大，或要用在潮濕的環境，把要求寫進採購規格（本文的整理）。

公開資料怎麼說：

• 上表。

階段③：照 IPC-TM-650 2.6.25 驗證，或請實驗室做

IPC 的這份測試方法（IPC-TM-650 2.6.25，X-Y 軸方向的 CAF 電阻測試）有公開的 PDF，現行版是 Revision C，文件日期 02/21。下表是它寫的條件；實際上，以您採用的版本與客戶規定為準。

怎麼做：

• 先決定目的：比較不同板材與製程，用 10 VDC 或 100 VDC 的標準偏壓；要對應實際使用，用工作電壓上限差的兩倍（每個偏壓水準各要至少 25 片）。
• 自己做，要備好：試驗箱、偏壓電源、量極高電阻的量表、多個網路的接線與切換、記錄；板子要先洗、先烤。穩定期加偏壓共 596 小時，約 25 天；再加洗板、預烘與預處理的時間。
• 不想自己養設備，委託有 CAF 能力的實驗室（本文的整理）。
• 客戶指定的若是較舊的版本，條件可能不同；以客戶規定的版本為準。

公開資料怎麼說：

• 上表。

嘉鴻能幫的：

• 試驗環境：恆溫恆濕試驗箱（頁面寫工作容積 260 L，溫度 0 至 70 °C，濕度 30 至 98% RH，濕度均勻度 ±5% RH，標配托盤 2 個、卡槽 15 層，選配高溫高濕版本）。
• 直流電源：直流電源供應器（頁面寫輸出固定 24 V，可調 19.2 至 28.8 V，額定電流 27 A，用於工業自動化與測試儀器）。
• 量電阻：高阻計（頁面寫測試電壓 50 至 1000 V，各檔量程不同，上限 4000 MΩ；頁面的定位是電氣設備的絕緣測試）。
• 洗板後驗證清潔度：離子污染測試儀（頁面寫以 3:1 的異丙醇與去離子水萃取液，在 40 ±1 °C 恆溫下量測，即時顯示電導率與離子濃度曲線，測試完成自動輸出報告）。
• 記錄溫濕度：溫濕度記錄器（頁面寫溫度 −25 至 70 °C、濕度 0 至 99% RH，記憶 8,000 筆 × 2 通道，WiFi 傳輸）。
• 只拿板邊，不要用手碰板面：無粉乳膠／NBR 指套（頁面寫四款，含防靜電 NBR 藍色款，皆為無粉；目前為預購制）。
• 預烘：智能程式烤箱，見階段⑤。
• 價格與庫存，請洽詢。

階段④：判讀結果

測完拿到的，是一組隨時間變化的絕緣電阻（IR，Insulation Resistance），加上失效板的外觀與切面。

怎麼做：

• 先看基準：每個網路在 96 小時的值，是之後所有比較的起點。方法對「基準」有兩種寫法（每片板自己的 96 小時平均，或同孔距、沒有短路的網路的平均），Revision C 裡兩種寫法都有，以客戶規定為準。
• 失效之後，不要只看電阻值：先用放大鏡或顯微鏡看板面，再切開看板內，確認是玻璃與樹脂的界面長了銅，還是污染、刮傷或裂縫（本文的整理）。
• 結果只代表「這種測試板、這組條件」；放到您的產品上，還要看孔距、使用電壓與濕度（本文的整理）。
• 失效比例高，回頭查板材、孔距、PCB 廠與製程批次（對照階段②的清單）。

公開資料怎麼說：

• 上表。

嘉鴻能幫的：

• 看板面與切面：4K 3D 數位顯微鏡、40 倍手持放大鏡。
• 價格與庫存，請洽詢。

階段⑤：設計、材料與組裝怎麼取捨

CAF 的風險，從設計一路到使用環境，每一段都有人管。先看哪一段是您管得到的。

怎麼做：

• 風險高的先動：電壓差大、孔距小、要用在潮濕環境的產品，先從孔距與板材下手。
• 分清楚哪一段誰管（圖 3）：設計、板材的指定、組裝與保存，您管得到；板內的製程，要靠 PCB 廠。
• 要換板材、換 PCB 廠、改回焊溫度或助焊劑，先看階段②的資料，必要時照階段③驗證。
• 把板材、孔距、批號、回焊曲線、助焊劑、清洗與驗證的結果，放在同一份紀錄裡（本文的整理）。

公開資料怎麼說：

• 上表。

嘉鴻能幫的：

• 組裝前烘烤：智能程式烤箱（頁面寫充氮、可設定多段升降溫程式、多款尺寸可客製）。烘烤條件見〈PCB 烘烤〉；包裝與保存見〈PCBA 防潮包裝：4 種情況要做，鋁箔袋怎麼配〉。
• 清洗設備：在線式 PCBA 毛刷清洗機（頁面寫水基型與溶劑型兩種機型，滾刷加盤刷）、氣相雙溶劑清洗機（頁面列的應用範圍含 SMT PCBA 板的精密清洗）。洗完驗證清潔度：離子污染測試儀，見階段③。
• 價格與庫存，請洽詢。

常見問題

Q1：CAF 和電化學遷移、枝晶差在哪？

CAF 本身就是電化學遷移的一種，差在長的位置與方向。一般說的枝晶，是金屬離子在陰極析出、再往陽極長，常見在板面兩個導體之間；CAF 則沿著板子裡面玻璃纖維與樹脂的界面，從陽極長向陰極。所以板面的枝晶，改善清洗與助焊劑殘留有用；CAF 洗板面管不到，要從板材、孔距與 PCB 廠的製程下手，分辨要靠切片看銅長在哪裡（見本頁階段①）。

Q2：孔邊間距多少才要擔心 CAF？

沒有一個所有板子都適用的安全數字，要看兩孔之間的電壓差、板材與使用環境的濕度；同樣的電壓差，間距越小，電場越強。可以拿 IPC-TM-650 2.6.25 的測試板當對照：它把孔邊間距分成 0.27、0.38、0.51、0.65 mm 等幾種，各自回報失效比例。請 PCB 廠提供和您的孔距下限相近的那一組的結果，比單看一句「通過」更能判斷風險。

Q3：板材規格書寫「抗 CAF（Anti-CAF）」，就可以放心嗎？

不能只看這幾個字，要看背後的測試條件。請板材供應商或 PCB 廠附上報告，核對標準與版次、溫度（65 或 85 °C）、濕度、偏壓、時間與孔距；條件不同，兩家的「抗 CAF」不能直接比。板材改善的方向，是讓樹脂和玻璃纖維附著得更好（與玻璃纖維上的矽烷處理有關），但孔距太小、電壓差太大，板材再好也有風險（見本頁階段②）。

Q4：CAF 測試要多久？趕出貨可以縮短嗎？

照 IPC-TM-650 2.6.25 Revision C，96 小時穩定期加 500 小時偏壓，約 596 小時（約 25 天），還不含洗板、預烘與預處理；方法寫的是可以延長到 1000 小時，沒有寫可以縮短。把電壓拉高雖然失效較快，但方法提醒電壓太高可能局部發熱、抵銷濕度的影響，而且這個方法不是為超過 100 VDC 設計的，加壓趕時間的結果不好解讀。實務上，平常就向 PCB 廠要同板材、相近孔距的既有報告，要換板材或換廠時提早排驗證。

Q5：已經出現 CAF 的板子，烘烤或重洗能救回來嗎？

不能當成修復方法。CAF 是板子裡面已經長出來的銅絲，烘烤只是去掉吸進去的水氣，重洗只處理板面，都碰不到玻璃與樹脂之間那條路徑；本文的整理也寫明，烘烤與防潮包裝不能取代孔距與板材的設計。比較實際的做法，是切片確認失效位置後，把同批板子隔離評估，再回頭查板材、孔距與 PCB 廠的批次。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。您的客戶給的規格與驗收標準，和本文不同時，以它們為準。

各做法的出處

此為一般情況，仍需視個案而定。

例外與限制

• 資料的性質：百科頁面是公開、任何人可編輯的頁面。IPC 的測試方法引用的是 IPC 公開的 Revision C（文件日期 02/21）；較舊的版本、其他標準與客戶規格的條件可能不同。本文沒有寫汽車板或其他產業的規格。
• 各說法不一致的地方：方法對「基準」有兩種寫法（見階段④）。
• 本文的整理與建議：把 CAF 拆成「認症狀、問資料、驗證、判讀、取捨」五個階段；故障資料怎麼寫；先查表面再查 CAF；切開看到銅，還要核對兩個孔的電位；孔距小，同樣的電壓差，電場越強；板材型號、孔距與批號記在承認資料；把要求寫進採購規格；先決定測試的目的；委託實驗室；結果只代表這種測試板與條件；失效比例高回頭查清單；烘烤與防潮包裝不能取代孔距與板材的設計；紀錄放在同一份。
• 範圍：本文不談 PCB 的製程細節與板材配方、汽車板或其他產業的規格、其他標準的完整測試條件、SIR 的測試、三防漆。
• 設備與商品：規格以各商品頁為準；指套目前為預購制。

本文為一般情況的歸納，不是標準條文的轉述，也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書，更不是對您產品與製程的擔保。請以您客人的規範、所在地的法規，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。