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CAF是Conductive Anodic Filament的缩写，系指两通孔间绝缘板材（简称防火墙）其玻纤纱束本身的含浸树脂不够密实，组装完工产品的后续使用中，出现玻纤束中有“铜迁移”（Copper Migration）的漏电现象，造成整部电子机器的失效或工作不够稳定，是一种长期可靠度方面的重大问题。ECM是Electro-Chemical Migration的缩写，简称为“电化迁移”，其实CAF只是ECM现象之一。
CAF的故事
一、何谓CAF
CAF是Conductive Anodic Filament的缩写，系指两通孔间绝缘板材（简称防火墙）其玻纤纱束本身的含浸树脂不够密实，组装完工产品的后续使用中，出现玻纤束中有“铜迁移”（Copper Migration）的漏电现象，造成整部电子机器的失效或工作不够稳定，是一种长期可靠度方面的重大问题。
出自两通孔间玻纤束不够密实，以及湿制程残留的化学品与玻纤纱束的微隙吸湿，完工产品后续通电工作中，逐渐形成CAF式绝缘不良，其一连串动作如下：
1. 防火墙中残留下微裂微隙的通道（Channel）
2. 空板或组装板从制程中与后续使用环境中的吸湿（Moisture）
3. 再加上两通孔间电压有落差或偏压（Bias）
4. 且相邻两通孔彼此铜壁间防火墙内相连玻纤束中的渗铜（Wicking），成为日后CAF的源头。
5. 玻纤纱束中无法彻底清除的电解质（Electrolytes）所引发连续性化学反应，亦即从高电位的阳极首先发生氧化反应，也就是Cu0氧化成Cu+/Cu++，随即被负极端吸引而往负极移动。并立即与自阴极所迅速奔来的电子结合，而不断在玻纤束中发生Cu+/Cu++的还原成为Cu0之反应。
长期反应后就会形成从阳极出发连续式的铜迁移。于是即可将CAF详译为“沿着玻纤束从阳极往阴极连续出现之铜迁移现象”或简译为“阳极性玻纤束之漏电”。（见图1）
二、其实CAF只是ECM现象之一
2.1 电化迁移ECM的故事
PCB所发生具化学反应的ECM（Cu0 ←→ Cu+ or Cu++），与覆晶封装全无化学反应的EM两者完全不同，先说明ECM再解释EM。ECM是Electro-Chemical Migration的缩写，简称为“电化迁移”，是指PCB任何相邻两导体间，在五种条件齐备下所发生的化学变化（指铜的氧化与还原）。而且是在介质材料中所出现铜金属（指微铜粒的组合），从高电位的阳极往低电位的阴极缓慢迁移，亦即所谓的铜迁移（Copper Migration）。其五种条件见右上表。
以下特以某电路板（线路较粗用于电流者）表面绿漆中所发生的铜迁移为例，说明电化迁移的真实状况。（见图2、3）
从图中两组线对在绿漆中所呈现的铜颗粒迁移（Copper Migra-tion），由其各图清晰画面可知，只要满足了上述五条件就必然会发生的物理与化学现象，根本不是什么质量不良的问题。客户若外行PCB业者千万要内行，也才不至于过分无知。现行感光式绿漆为了更强固起见，都已添加了各种粉料（如BaSO4， SiO2等），于是在绿漆粉料与其树脂间，早已存在着细缝当然也就成了ECM的通道。而且还可见到绿漆与板材之间，由于洁净度不良与附着力欠佳而浮离下，其迁移的严重程度更远超过绿漆本身满天星式的分散铜粒。
就任何PCB而言，不管是板面的绿漆或板内的各种平面或立体介质层，对铜迁移而言，上列五条件中的前四项，早已是天命注定根本无法规避。各种困难考试板所要求不同温湿度与偏压不等的THB试验中，想要撑过及格标准的起码小时数，除了天命注定无法逃避外，能够舍凶择吉而尽其人事者，只有降低通道（Channel）的形成，以延缓其ECM的发生。只要能撑过及格标准的小时数就万事太平，就被认定该板材绝缘质量之可靠度已经及格，无人会再过问是否曾发生ECM了。（见图4）
2.2 电迁移EM的故事
EM是指Electro-Migration，简称为电迁移。系发生在半导体Flip Chip覆晶封装的高铅凸块中。也就是芯片与有机载板之间，利用高铅凸块Bump（5Sn/95Pb，此处之高Pb还要求Low Alpha）做为直接互连的短小工具，在高速讯号的产品中用以代替早先打线（Wire Bond）式长途互连的传统封装技术。由于讯号速度的加快（例如现行CPU内频速度已达9GHz），客观情势变迁下打线传输之路径已变得太长。不但如此方波讯号长途快奔中还会产生极多的寄生电感（Parasitic Inductance）， 进而带来了太多噪声（Noise）。C4式覆晶之短小凸块恰好可弥补此一高速传输之障碍。（见图5）
之所以采用Lowα射线与高铅之特殊焊料，其原因有二：高铅者熔点（m.p.）达300℃以上，可使封装组件在后续高温制程中不受影响；其二高铅焊料极为柔软，事后电子机器受到任何外力撞击时，封装体内的互连也不致遭到伤害。至于强调Low Alpha的原因，乃因铅为所有放射性元素的最终归宿。理论上各种放射性元素所终结而成的铅金属，其放射能量不可能为0，因而各种来源的铅都仍有微量的放射性。而三种射线中又以α射线的能量最大，是故老铅的α射线一定会比新铅更低。为了不影响大型IC内部微弱讯号的质量起见，互连用的高铅Bump当然就要求高单价的Low Alpha Pb了。
中研院院士杜经宁博士（现任教加州大学）曾于2002年在Material Science and Engineering学报的R38集中，发表一篇50多页的“Review Journal”式文章（后列参考文献达122篇），阐述EM发生的始末（见电路板会刊36期P.36）。说明当电流（此处暂认定e-）从高铅凸块的阴极端（即芯片的UBM端）进入球体，再从凸块的阳极端（即载板的承垫处）奔出而完成互连（Intercon-nection）。
然而当长期工作之温度上升与凸块愈来愈小下，致使电流密度不断加大，而逐渐使阴极端的铅金属被电流所带走，并迁移到底部的阳极端。造成顶部逐渐空虚，只要时间一到就会形成断路。此种不断密集的覆晶封装，其可靠度的问题迟早都会发生很难加以避免。
事实上在大电流与高温的传统C4 Bump中，不但多量的Pb往下端阳极迁移，且少量的Sn也会向上往阴极搬家。甚至连后来代替C4的铜柱与SnAg焊料中，其Cu也会由阴往阳迁移，而Sn则随着e-而走动（见2007 ECTC之P.1454），此等总称为EM。（见图6、7）
（未完待续，请关注下期精彩内容）
CAF的故事
一、何谓CAF
CAF是Conductive Anodic Filament的缩写，系指两通孔间绝缘板材（简称防火墙）其玻纤纱束本身的含浸树脂不够密实，组装完工产品的后续使用中，出现玻纤束中有“铜迁移”（Copper Migration）的漏电现象，造成整部电子机器的失效或工作不够稳定，是一种长期可靠度方面的重大问题。
出自两通孔间玻纤束不够密实，以及湿制程残留的化学品与玻纤纱束的微隙吸湿，完工产品后续通电工作中，逐渐形成CAF式绝缘不良，其一连串动作如下：
1. 防火墙中残留下微裂微隙的通道（Channel）
2. 空板或组装板从制程中与后续使用环境中的吸湿（Moisture）
3. 再加上两通孔间电压有落差或偏压（Bias）
4. 且相邻两通孔彼此铜壁间防火墙内相连玻纤束中的渗铜（Wicking），成为日后CAF的源头。
5. 玻纤纱束中无法彻底清除的电解质（Electrolytes）所引发连续性化学反应，亦即从高电位的阳极首先发生氧化反应，也就是Cu0氧化成Cu+/Cu++，随即被负极端吸引而往负极移动。并立即与自阴极所迅速奔来的电子结合，而不断在玻纤束中发生Cu+/Cu++的还原成为Cu0之反应。
长期反应后就会形成从阳极出发连续式的铜迁移。于是即可将CAF详译为“沿着玻纤束从阳极往阴极连续出现之铜迁移现象”或简译为“阳极性玻纤束之漏电”。（见图1）
二、其实CAF只是ECM现象之一
2.1 电化迁移ECM的故事
PCB所发生具化学反应的ECM（Cu0 ←→ Cu+ or Cu++），与覆晶封装全无化学反应的EM两者完全不同，先说明ECM再解释EM。ECM是Electro-Chemical Migration的缩写，简称为“电化迁移”，是指PCB任何相邻两导体间，在五种条件齐备下所发生的化学变化（指铜的氧化与还原）。而且是在介质材料中所出现铜金属（指微铜粒的组合），从高电位的阳极往低电位的阴极缓慢迁移，亦即所谓的铜迁移（Copper Migration）。其五种条件见右上表。
以下特以某电路板（线路较粗用于电流者）表面绿漆中所发生的铜迁移为例，说明电化迁移的真实状况。（见图2、3）
从图中两组线对在绿漆中所呈现的铜颗粒迁移（Copper Migra-tion），由其各图清晰画面可知，只要满足了上述五条件就必然会发生的物理与化学现象，根本不是什么质量不良的问题。客户若外行PCB业者千万要内行，也才不至于过分无知。现行感光式绿漆为了更强固起见，都已添加了各种粉料（如BaSO4， SiO2等），于是在绿漆粉料与其树脂间，早已存在着细缝当然也就成了ECM的通道。而且还可见到绿漆与板材之间，由于洁净度不良与附着力欠佳而浮离下，其迁移的严重程度更远超过绿漆本身满天星式的分散铜粒。
就任何PCB而言，不管是板面的绿漆或板内的各种平面或立体介质层，对铜迁移而言，上列五条件中的前四项，早已是天命注定根本无法规避。各种困难考试板所要求不同温湿度与偏压不等的THB试验中，想要撑过及格标准的起码小时数，除了天命注定无法逃避外，能够舍凶择吉而尽其人事者，只有降低通道（Channel）的形成，以延缓其ECM的发生。只要能撑过及格标准的小时数就万事太平，就被认定该板材绝缘质量之可靠度已经及格，无人会再过问是否曾发生ECM了。（见图4）
2.2 电迁移EM的故事
EM是指Electro-Migration，简称为电迁移。系发生在半导体Flip Chip覆晶封装的高铅凸块中。也就是芯片与有机载板之间，利用高铅凸块Bump（5Sn/95Pb，此处之高Pb还要求Low Alpha）做为直接互连的短小工具，在高速讯号的产品中用以代替早先打线（Wire Bond）式长途互连的传统封装技术。由于讯号速度的加快（例如现行CPU内频速度已达9GHz），客观情势变迁下打线传输之路径已变得太长。不但如此方波讯号长途快奔中还会产生极多的寄生电感（Parasitic Inductance）， 进而带来了太多噪声（Noise）。C4式覆晶之短小凸块恰好可弥补此一高速传输之障碍。（见图5）
之所以采用Lowα射线与高铅之特殊焊料，其原因有二：高铅者熔点（m.p.）达300℃以上，可使封装组件在后续高温制程中不受影响；其二高铅焊料极为柔软，事后电子机器受到任何外力撞击时，封装体内的互连也不致遭到伤害。至于强调Low Alpha的原因，乃因铅为所有放射性元素的最终归宿。理论上各种放射性元素所终结而成的铅金属，其放射能量不可能为0，因而各种来源的铅都仍有微量的放射性。而三种射线中又以α射线的能量最大，是故老铅的α射线一定会比新铅更低。为了不影响大型IC内部微弱讯号的质量起见，互连用的高铅Bump当然就要求高单价的Low Alpha Pb了。
中研院院士杜经宁博士（现任教加州大学）曾于2002年在Material Science and Engineering学报的R38集中，发表一篇50多页的“Review Journal”式文章（后列参考文献达122篇），阐述EM发生的始末（见电路板会刊36期P.36）。说明当电流（此处暂认定e-）从高铅凸块的阴极端（即芯片的UBM端）进入球体，再从凸块的阳极端（即载板的承垫处）奔出而完成互连（Intercon-nection）。
然而当长期工作之温度上升与凸块愈来愈小下，致使电流密度不断加大，而逐渐使阴极端的铅金属被电流所带走，并迁移到底部的阳极端。造成顶部逐渐空虚，只要时间一到就会形成断路。此种不断密集的覆晶封装，其可靠度的问题迟早都会发生很难加以避免。
事实上在大电流与高温的传统C4 Bump中，不但多量的Pb往下端阳极迁移，且少量的Sn也会向上往阴极搬家。甚至连后来代替C4的铜柱与SnAg焊料中，其Cu也会由阴往阳迁移，而Sn则随着e-而走动（见2007 ECTC之P.1454），此等总称为EM。（见图6、7）
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