CAF часто приводит к плавающим неисправностям при работе печатной платы, и причину таких неисправностей бывает трудно распознать — не говоря о том, что сам такой дефект появляется довольно редко по сравнению с более понятными и привычными отказами.
Из-за этого отношение к CAF неоднозначное: вроде бы мы знаем о его существовании, но не многие с ним сталкивались, и не многие понимают его природу. Однако CAF — это вполне однозначный электрохимический процесс, а значит он возникает и развивается при соблюдении определенных электрических и химических условий.
🟧 Упрощённо сценарий возникновения CAF выглядит так:
1. Между двумя медными элементами топологии присутствует разность потенциалов (чаще всего между переходными отверстиями или между переходным отверстием и проводником).
2. В базовом материале печатной платы появляется влага в результате диффузии и капиллярного эффекта вдоль стекловолокна.
3. В присутствии этой влаги на аноде начинается электрохимическое растворение меди.
4. Ионы меди мигрируют вдоль границы стекловолокно — смола.
Таким образом постепенно формируется проводящая нить (филамент), замыкающая электроды.
🟧 Основные факторы, повышающие риск CAF:
- Малые расстояния via-via, via-проводник и между внутренними слоями.
- Высокая плотность переходных отверстий. При этом особой зоной риска являются переходные отверстия рядом с силовыми и высоковольтными трассами.
- Влажная среда.
- Повышенная температура.
- Использование дешевых базовых материалов без CAF-рейтинга.
CAF-рейтинг материала — заявленная способность материала сопротивляться образованию филаментов. В даташитах на материалы можно найти формулировки в духе "CAF resistant" или "excelent CAF performance". Это означает, что материал прошел испытание по IPC-TM-650 2.6.25 с указанием результатов теста.
✅ Вывод, который можно сделать на основе этих факторов, будет до банальности простым: если изделие должно бесперебойно работать годами, особенно в неблагоприятных условиях, то не следует закладывать минимально возможные зазоры и использовать непроверенные дешевые базовые материалы без CAF-рейтинга.
