I智能卡失效的机理研究

注塑成型相关失效　　

与其他塑封IC产品一样，注塑成型时的冲丝、包封材料空洞等现象也会引起IC卡的失效问题6。环氧塑封料在注塑成型时呈熔融状态，是有粘度的运动流体，因此具有一定的冲力，冲力作用在金丝上，使金丝产生偏移，极端情况下金丝被冲断，这就是所谓的冲丝。
　　
假设熔融塑封料为理想流体，不考虑塑封体厚度，则塑封料流动对金丝的冲力大小可表示为F=Kfηυsinθ，其中F为单位面积的冲力，Kf为常数，η为熔融塑封料的粘度，υ为流动速度，θ为流动方向与金丝的夹角。由公式可知，塑封料粘度越大，流速越快，θ角度越大，产生的冲力就越大，冲丝程度也越严重，会引起短路或者引线连结处脱落，导致IC卡失效。　　此外，注塑过程中留下的气泡、小孔以及麻点(表面多孔)在后续工艺后会扩散、增大，易造成潮气以及其他有害杂质的侵入，加速IMC的形成，引起焊盘腐蚀。　　

静电放电引起的失效　　

静电放电(ESD)是直接接触或静电场感应引起的两个不同静电势的物体之间静电荷的传输，常使芯片电路发生来流熔化、电荷注入、氧化层损伤和薄膜烧毁等诸多失效。
　　
防护ESD的一种有效方法，即设计特定的保护电路。图10即为一种基于CMOS工艺的IC卡芯片ESD保护电路7。该结构包括两个部分:主保护电路和箝拉电路。在ESD发生时，箝拉电路首先导通，使输入端栅上的电压箝拉在低于栅击穿的电压。中间的串联电阻起限流作用，更重要的是使PAD上的电压能触发主保护电路的开启，使ESD能量通过主保护电路得到释放。

此外，通过改善生产工艺、控制使用环境等也能有效减少ESD的发生。传统的IC卡采用引线键合条带技术，芯片碎裂是其最主要的失效机理。通过改进研磨、划片等工艺技术，提高组装(特别是装片时的顶针过程)、键合、模块镶嵌等工艺质量，可大大降低芯片碎裂率，提高IC卡的成品率和可靠性。　　

此外，与引线键合、注模相关的失效，如虚焊、脱焊、引线过松、过紧、冲丝或由于外界潮气的侵入和电学因素的共同作用而形成IMC等都将降低IC卡的可靠性，引起IC卡失效，可通过改进相应的工艺技术来减少此类失效的发生。ESD亦是IC卡失效的重要机理之一，严重时将导致Al线/多晶硅电阻烧穿、晶体管栅氧化层损坏或者结损伤，对此可通过设计专门的ESD保护电路徕提升IC卡芯片抗ESD的能力，以提升IC卡的可靠性。

上一页  [1] [2] 

本文关键字：智能卡  电工文摘，电工技术 - 电工文摘