HAST測試晶片卻被 PCB 拖下水？ PCB微短路如何預防？

CAF（Conductive Anodic Filament，導電陽極細絲）是一種 PCB 在高濕度與偏壓條件下可能產生的電化學遷移失效模式。金屬離子（通常為銅離子）可能沿玻璃纖維與樹脂的界面或界面微裂縫遷移，逐步形成細絲狀導電通道。若這些導電絲進一步連結相鄰的內層導體或穿孔 (Via)，將可能導致內部短路、絕緣破壞或漏電現象。在 PCB 製程階段，若乾燥不完全或樹脂／界面清潔不良，亦可能出現所謂的燈芯效應 (Wicking)：即鍍銅沿界面滲透至基材外側的現象。這種滲銅現象不僅可能損害介電隔離性，也會為後續的 CAF 成長提供潛在通道。

本文透過 IPC-A-600 所示示意圖，加以說明燈芯效應的判定與其對 CAF 風險的影響，並探討其在高密度設計與製程控制中的防範策略。

由於現代高密度設計受限於 IC pitch（如 0.3 mm 或更小），線路與 Via 間的間距難以進一步放大。根據 IPC-A-600 標準，雖允收上限為 Class 3 ≦ 80 µm，但這個「標準值」並不等於可靠度驗證中的「安全值」。

也就是說，在高溫高濕與偏壓環境下，即使設計完全合格，仍可能發生 CAF（導電陽極細絲） 或 燈芯效應（Wicking）。因此，設計端與製造端必須攜手合作，共同設定 CAF 與燈芯效應的預防基準，以降低 CAF 發生機率。以下是宜特提供的CAF預防設計與製程對策。

在 HAST測試中，若 PCB 或模組表面助焊劑殘留未清潔乾淨，殘留鹽類或離子污染會在高溫高濕與偏壓環境下，促使金屬離子遷移，形成如同「蕨葉」般延展的金屬枝狀結構──這就是 Dendrite（金屬枝狀結晶）。

如下圖所示，這些枝狀結構通常由焊墊邊緣向外延伸，最終可能導通到鄰近電極，造成表面短路。Dendrite 最容易出現在 BGA 底部焊點或未被 underfill／封膠保護的區域。

特別是在無鉛焊接製程下，助焊劑中殘留的鹽類與濕氣結合，若再加上偏壓條件，就為金屬離子遷移提供了完美條件。結果就是清潔不良、高濕環境、偏壓，就很容易形成金屬枝狀結晶，造成導通失效。