彈坑的形成

芯片彈坑的形成主要是由于壓焊時輸出能量過大，?導致芯片壓焊區鋁墊受損而導致裂紋。?彈坑現象在Wire Bonding封裝過程中是一個常見的問題，??彈坑和Pad失鋁都是在封裝過程中壓焊芯片時產生的不良現象。?

彈坑是由于壓焊時輸出能量過大，?使芯片壓焊區鋁墊下層Barrier或Oxide受損而留下裂紋；?而Pad失鋁則是由于壓焊時輸出能量過大，?使芯片壓焊區鋁層與阻擋層撕裂分層，?導致鋁層脫落。?

這兩種現象都是制造過程中失效機理之一，?其產生的原因主要包括工藝參數設置不當，?形成的原因可能是超聲功率、?壓力、?壓焊時間以及溫度的設置不當，?這些因素都會直接影響壓焊質量。??

如果壓焊前芯片壓焊區已被污染，?那么壓焊的工藝參數就需要根據實際情況重新設置，?以保證壓焊的鍵合強度，?但這同時也增加了彈坑或失鋁的風險。?

彈坑的形貌

彈坑的形貌多為線型裂紋或弧形裂紋或圓形裂紋。壓焊過程使用的劈刀口徑為圓形，劈刀安裝過程為手工安裝，安裝過程也會存在安裝水平問題，導致鍵合受力不均，此時鍵合力度過大時會導致壓焊區域呈現一邊式的弧形裂紋。安裝水平良好時，此時鍵合力度過大時會導致壓焊區域呈現圓形或近似圓形的裂紋。

線型裂紋狀彈坑

弧型裂紋狀彈坑

圓形形貌彈坑

彈坑的風險

01

降低連接可靠性

由于彈坑問題導致的焊線與焊盤之間的連接不良，可能會降低電子元件的可靠性，使產品在使用過程中出現故障。

而球脫和虛焊可以通過外觀檢查、焊線拉力測試和焊球推力比較直觀地被發現，而彈坑的檢查方法是需要通過化學的方法去除鋁層，在高倍顯微鏡下檢查彈坑損傷。

02

電阻增加

焊線與焊盤之間的連接不良會導致電阻增加，從而降低電子設備的性能和效率。而彈坑是由于焊球在壓到芯片焊區表面時，接觸力、鍵合力和鍵合功率設置匹配不當導致焊區的硅層受到損傷。

如果彈坑損傷比較輕微，彈坑一般呈月牙型，當彈坑損傷比較嚴重時，彈坑呈圓環型，當彈坑損傷非常嚴重時，芯片的硅層表面可以看到明亮的硅缺失痕跡。

03

導致開路或短路

嚴重的彈坑問題可能導致焊線與焊盤之間的連接斷裂（開路）或者焊線之間的短路，進一步影響產品的性能和穩定性。而彈坑缺陷導致芯片硅層損傷往往會導致器件產品的電性不良，主要表現為漏電異常、 反向擊穿電壓低。

漏電流異常由于起初比較小，在后續通電使用中不斷劣化增大，往往在出廠前無法通過電性能測試完全篩選剔除，當器件產品在客戶長時間通電后，漏 電逐漸增大，進而導致反向擊穿電壓不斷變小，甚至擊穿短路，對終端客戶的線路功能影響很大。

04

漏電流異常

彈坑會導致芯片在后續的使用中漏電流逐漸增大，這通常在出廠前的電性能測試中無法完全篩選剔除。

05

反向擊穿電壓降低

彈坑的存在會使芯片的反向擊穿電壓不斷變小，甚至在長時間使用后發生擊穿短路，這對終端客戶的線路功能有重大影響。

06

影響產品可靠性和功能性

由于彈坑缺陷對器件產品電性能的影響是在后續使用過程中逐漸體現出來的，因此潛伏時間越長，其造成的連鎖損失也就越大。

來源：季豐電子