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1. 绝缘胶失效对低功耗IC封装的重要性与挑战
绝缘胶失效是低功耗IC封装中一个关键且隐蔽的问题。
它对整个芯片系统的正常运行有重大影响。
由于其隐蔽性，问题发现和诊断时间通常较长，增加了解决难度和成本。
选择合格的绝缘胶水并优化相关工艺是预防和减少此类失效的最有效策略之一。
2. IC封装绝缘胶失效的主要原因分析
根据对低功耗IC封装结构、连接点及绝缘胶应用的分析，失效主要原因可归结为以下三类：
(I) 键合内引线异常
触发条件： 封装工艺中需要增加绝缘胶厚度，但厚度控制不良（过厚或不均匀）。
失效机制：
过厚或不均匀的胶层干扰键合（打线）工艺。
导致键合线变形（如塌线、弧高不足）。
引发键合线位置偏移（如错误键合点、交叉碰线）。
最终可能导致输入端对地短路（严重失效模式）。
核心问题： 绝缘胶厚度及其工艺可控性对键合线几何形状和位置的关键影响。
(II) 塑封应力过大
触发条件： 芯片表面覆盖塑封料（EMC）进行保护。
失效机制：
塑封料在固化过程（收缩）和后续温度循环（CTE不匹配）中产生内部应力。
此应力通过绝缘胶传递到芯片、键合线和基板。
过大的应力可能导致：
芯片开裂（Die Crack）。
键合线断裂或脱键（Lift-off）。
绝缘胶层本身开裂或与界面分层（Delamination）。
最终引发电性开路或短路失效。
核心问题： 塑封料固有的收缩/膨胀应力与绝缘胶承受/传递应力的能力之间的平衡。
(III) 固晶工艺缺陷
触发条件： 固晶（Die Attach）过程中绝缘胶（Die Attach Adhesive， DAA）应用不当。
失效机制：
绝缘胶用量不足： 导致芯片底部与载体（基板/引线框架）之间有效粘结面积减少，粘结强度不足，导热/绝缘性能下降。易在应力下分层。
空洞过多/过大：
严重降低胶层的有效导热面积，导致芯片局部过热。
破坏胶层的机械完整性，成为应力集中点，易引发裂纹。
显著降低胶层的绝缘性能，特别是当空洞贯穿芯片与载体之间时，增加漏电风险。
上述缺陷（胶量不足、空洞）直接导致绝缘胶的机械固定、热传导和电绝缘三大核心功能劣化，引发封装失效（如芯片脱落、过热损坏、电性短路）。
核心问题： 固晶胶的涂覆量控制、空洞率/尺寸控制及材料本身的排气性对最终粘结质量和可靠性的决定性影响。
3. 失效问题机理分析 (漏电失效)
正常状态：
芯片衬底（Substrate）通常连接到地电位（GND）。
塑封料（EMC）包围器件，其外部可能接触输入端（Input）电位。
芯片载体（基板/框架）也处于某个电位（可能是地或其它）。
绝缘胶（固晶胶、塑封料本身作为绝缘体）关键作用是电隔离芯片衬底（地）与载体之间、以及不同电位导体之间（如键合线之间、输入与地之间）。
理想情况下，绝缘胶电阻极高，输入端与地之间无电流通路。
失效状态：
当绝缘胶因上述原因（键合异常导致短路、塑封应力致开裂/分层、固晶缺陷导致空洞贯穿/胶量不足）出现性能劣化或物理损伤时：
其绝缘电阻（IR）显著下降。
在原本需要隔离的电位点（如输入端与地之间）形成非预期的导电通路。
漏电流产生并增大。
后果：
电性能失效： 器件功能异常（如逻辑错误、模拟信号失真）、静态功耗异常增大。
可靠性风险： 持续的漏电可能导致局部发热加剧，加速材料老化甚至引发热失控。
最终导致： IC封装失效，产品无法正常工作。
总结：
低功耗IC封装中的绝缘胶失效是一个多因素、多环节的问题。键合内引线异常、塑封应力过大和固晶工艺缺陷是三大主要诱因，它们最终都可能通过破坏绝缘胶的结构完整性和介电性能，导致关键的漏电失效。解决此问题需系统性地：
1. 严格选材： 选用电性能、机械性能（模量）、热性能（CTE、导热率）、工艺性（流动性、触变性、固化特性、空洞控制能力）合格的绝缘胶（包括固晶胶和考虑塑封料特性）。
2. 精密工艺控制： 精确控制绝缘胶涂布量、厚度、固化工艺参数；优化键合参数以适应胶层；选择CTE匹配性好的塑封料并优化成型工艺以降低应力；严格控制固晶胶空洞。
3. 可靠性与失效分析： 加强封装后的电性能测试（如IR测试、HBM/CDM ESD测试后的漏电）和破坏性物理分析（如SAT扫描检查分层、空洞，断面分析检查裂纹、键合状态），快速定位失效根因。
