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在集成電路的微觀世界里，每一根鍵合絲都肩負(fù)著信號(hào)傳輸?shù)闹厝?，它們本?yīng)優(yōu)雅地劃出完美的弧線(xiàn)。然而，現(xiàn)實(shí)往往不盡如人意，我們來(lái)看看這張由3D Xray拍攝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。

再來(lái)看看另一個(gè)角度

正如所見(jiàn)，上圖立刻將我們帶入了“案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)”，它清晰地展示了Die與Lead Frame之間的連接狀態(tài)。如果說(shuō)理想的鍵合引線(xiàn)是訓(xùn)練有素的儀仗隊(duì)，那么圖中的某些鍵合絲簡(jiǎn)直就是一群“群魔亂舞”的叛逆者。它們嚴(yán)重偏離了預(yù)定的軌跡，仿佛在塑封過(guò)程中遭遇了不可抗拒的“洪流”，最終導(dǎo)致了我們最不愿看到的局面——短路。

本文將基于此異常圖片，對(duì)這一引線(xiàn)鍵合結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行專(zhuān)業(yè)、詳細(xì)的失效模式和機(jī)理分析。

一、診斷方法：3D X-ray的“透視眼”   

我們采用的3D X-ray技術(shù)是封裝失效分析中的“福爾摩斯之眼”。它利用X射線(xiàn)穿透塑封材料，通過(guò)對(duì)不同角度的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無(wú)損、高精度觀察。這種方法避免了傳統(tǒng)的開(kāi)封（Decapsulation）操作可能引入的二次損傷，確保了我們觀察到的缺陷是原始的“犯罪現(xiàn)場(chǎng)”。通過(guò)對(duì)上圖的視覺(jué)判讀和分析，我們確認(rèn)了以下關(guān)鍵缺陷特征：

    結(jié)論： 圖像清晰地揭示了由鍵合絲彎曲導(dǎo)致的短路這一結(jié)構(gòu)性缺陷。

二、失效機(jī)理剖析

    鍵合絲彎曲是塑封集成電路中最常見(jiàn)且最令人頭疼的機(jī)械失效模式之一。它的發(fā)生并非偶然，而是流體力學(xué)、材料科學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三者之間未能達(dá)成完美平衡的產(chǎn)物。

1、塑封過(guò)程中的“洪流”效應(yīng)

    該缺陷的根本原因在于傳遞模塑（Transfer Molding）過(guò)程中，流動(dòng)的環(huán)氧塑封料（Epoxy Molding Compound, EMC）對(duì)細(xì)小的鍵合引線(xiàn)施加了強(qiáng)大的流體動(dòng)力學(xué)剪切應(yīng)力（Hydrodynamic Shear Stress）。

    想象一下，當(dāng)EMC這股“熔融的泥石流”以高壓高速注入模腔時(shí)，它會(huì)試圖將路徑上的一切障礙物推開(kāi)。對(duì)于直徑僅有數(shù)十微米的鍵合絲而言，這股力量是致命的。當(dāng)EMC施加的剪切力超過(guò)鍵合絲自身的抗彎剛度和鍵合點(diǎn)附著力時(shí)，鍵合絲便會(huì)發(fā)生不可逆的塑性形變，即鍵合絲彎曲。

2、關(guān)鍵耦合因素：高弧高與高粘度

    鍵合絲彎曲的嚴(yán)重程度是鍵合設(shè)計(jì)和塑封工藝參數(shù)之間復(fù)雜耦合作用的結(jié)果。我們重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)關(guān)鍵因素：

a、鍵合設(shè)計(jì)因素：鍵合絲的“脆弱性”

鍵合絲弧高 (Loop Height): 較高的鍵合絲弧高意味著鍵合絲在塑封料流動(dòng)方向上具有更大的有效受力面積。根據(jù)流體力學(xué)原理，受力面積越大，在相同流速下承受的剪切力越大。

鍵合絲長(zhǎng)度與直徑: 較長(zhǎng)的鍵合絲和較細(xì)的鍵合絲具有較低的慣性矩和抗彎剛度。它們就像是柔弱的“面條”，更容易在外部應(yīng)力作用下發(fā)生形變。

b、塑封工藝因素：EMC 的“脾氣”

塑封料流速 (Flow Rate): 模具設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)決定了EMC的注入速度。流速過(guò)快，剪切應(yīng)力成倍增加，直接導(dǎo)致鍵合絲彎曲風(fēng)險(xiǎn)急劇上升。

塑封料粘度 (Viscosity): EMC的粘度是決定剪切力大小的另一個(gè)核心因素。特別是在模腔的排氣側(cè)（Vent Side），由于溫度略有下降或固化反應(yīng)提前，EMC的粘度往往會(huì)升高。高粘度的EMC對(duì)鍵合絲施加的推力更大，這與高弧高鍵合絲結(jié)合時(shí)，幾乎是造成鍵合絲彎曲的“完美風(fēng)暴”。

    總結(jié)： 本案例中觀察到的鍵合絲短路，是高弧高/長(zhǎng)鍵合絲設(shè)計(jì)與高剪切應(yīng)力（高流速或高粘度）塑封工藝共同作用的典型結(jié)果。鍵合絲在塑封料的“推搡”下，被迫擠壓在一起，最終導(dǎo)致了電氣隔離的徹底失效。

三、結(jié)論

    本失效分析報(bào)告確認(rèn)，該集成電路封裝的失效模式為鍵合絲與epad短路（Inter-wire Short Circuit），其直接結(jié)構(gòu)缺陷是鍵合絲彎曲（Wire Sweep）。

    這一缺陷是封裝工藝中，塑封料流動(dòng)對(duì)鍵合引線(xiàn)施加的流體動(dòng)力學(xué)剪切應(yīng)力所致。其根本機(jī)理在于鍵合絲的幾何設(shè)計(jì)（如高弧高）未能有效抵抗塑封工藝參數(shù)（如高流速或高粘度）所產(chǎn)生的耦合應(yīng)力。