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塑封集成電路開蓋的質(zhì)量是塑封集成電路失效分析能夠成功的關(guān)鍵，本文將介紹幾種常見的塑封集成電路開蓋流程與方法，并提供主流的芯片開蓋化學(xué)配方。

開蓋流程：去塑料包封層應(yīng)順序采用銑削和化學(xué)蝕刻方法,進(jìn)行這些工作前應(yīng)做好前期工作。

1、前期工作

開封前進(jìn)行的X射線檢查所確定的芯片形狀、位置和尺寸、鍵合絲的高度等信息有助于選擇將要在塑封表面銑削的溝槽所適用的掩?；驂|圈及銑削的溝槽深度,在進(jìn)進(jìn)行濕法去包封之前應(yīng)先烘烤樣品,以去除包封中所有的水汽,以防止酸腐蝕金屬而產(chǎn)生附加缺陷。

注意事項:

a、去包封層的質(zhì)量對后續(xù)檢查結(jié)果有很大影響。應(yīng)保留開封過程的異?，F(xiàn)象和可能的寄生現(xiàn)象的詳細(xì)記錄。

b、采用濕法技術(shù)時不應(yīng)暴露引線架上的鍵合絲。這些鍵合處通常用于鍍銀并且化學(xué)劑很容易使其退化。

2、銑削     

本步驟雖并非必須進(jìn)行,但對于人工濕法刻蝕和等離子體刻蝕通常有用。采用銑削工序不僅能減少刻蝕時間,而且有助于確保在暴露芯片表面前先暴露出引線架,以防止引線斷裂。任何適用的研磨機(jī)械都可使用，目前通常使用激光開蓋進(jìn)行預(yù)減薄。

銑削工作按下述程序進(jìn)行:

a)為了在銑削期間能確保鍵合絲的完整性,應(yīng)保留0.2mm的塑料覆蓋層;

b)利用X射線檢查所獲得的數(shù)據(jù),計算出需要銑削溝槽的深度;

c)將器件安裝在銑削機(jī)的固定夾具上，工作面應(yīng)與銑削面平行;

d)開啟銑床,向下移動銑頭至計算好的深度。所銑削的溝槽的尺寸應(yīng)比芯片更長更寬。

注：現(xiàn)在已經(jīng)很少使用銑削機(jī)，已被激光開蓋機(jī)所替代；但激光開蓋機(jī)費(fèi)用比較貴，因此可以通過銑削機(jī)做塑封層預(yù)減薄。

3、刻蝕

3.1 手工濕法刻蝕

1）手工濕法刻蝕優(yōu)缺點如下:

優(yōu)點:如果適用的儀器準(zhǔn)備就緒,可較快的獲得結(jié)果。

缺點:從芯片表面去除污染物會阻礙化學(xué)分析;需非常小心,注意人身安全。

2）設(shè)備和材料，手工濕法刻蝕所需手工濕法刻蝕設(shè)備和材料如下:

a)燒杯,金屬塊,烘干器,鋁稱重盤,點滴器。

b)用作刻蝕劑的發(fā)煙硝酸和硫酸。用作漂洗劑的丙酮,異丙醇或甲醇。

3）程序，手工濕法刻蝕工作程序如下:

a)激光開槽：一個溝槽或刻上一個小印痕;

b)用粘性鋁箔條制成遮板,以防護(hù)特殊區(qū)域不被刻蝕;

c)將器件安裝在銅或鋁板上,將其放入鋁制的稱量皿中,置于溫度約為90°C的加熱盤上,等待幾分鐘(視器件的熱容量不同而有差異)以使包封層的溫度上升到接近90°C。

d)將少量的發(fā)煙硝酸倒入燒杯,用點滴器滴幾滴(視器件的尺寸不同而有差異)發(fā)煙硝酸到器件上。

e)清洗:用冷硝酸漂洗幾秒鐘,再用丙酮噴霧清洗,然后用異丙醇噴霧清洗或用甲醇進(jìn)行超聲消洗。然后用干燥的空氣吹干。

f)重復(fù)步驟c)至e),直至暴露出芯片。

g)如果必要,再在10:1的O2與CF4的混合氣體中進(jìn)行等離子清洗(50W,30min-60min)。

注:

a)多數(shù)塑封材料可使用發(fā)煙硝酸,對酐類環(huán)氧樹脂可使用硫酸作溶媒。

b)采用發(fā)煙硝酸時應(yīng)注意工作溫度。室溫下發(fā)煙硝酸對塑料幾乎不走起作用。與酸反應(yīng)時,應(yīng)保證器件溫度較高,使暴露時間可以較短,以利于提高刻蝕質(zhì)量。當(dāng)溫度升高到接近100°C時,只需幾分鐘,便可完成開封工作。更高的溫度是不必要的,因為其僅會使硝酸分解,揮發(fā)出NO2并吸收水分而變?yōu)辄S色稀硝酸。稀(黃)硝酸能與器件中的金屬反應(yīng),這是應(yīng)當(dāng)防止的。

c)采用硫酸時,硫酸必須加熱至大約150°C。

d)漂洗時應(yīng)使用去離子水。

e)本操作應(yīng)充分注意安全。

3.2濕法化學(xué)噴射刻蝕

即使用化學(xué)開封機(jī)進(jìn)行開蓋，好處是效果好，但是設(shè)備貴且容易壞，一般很少去采購使用。

3.3等離子刻蝕

1）等離子刻蝕優(yōu)缺點

等離子刻蝕有很高的區(qū)域選擇性(本技術(shù)能把對芯片金屬和引線架的的刻蝕減小到很小),同時能避免濕法化學(xué)噴射刻蝕的不安全和沾污等問題。與濕法化學(xué)噴射刻蝕相比,等離子處理是一個較溫和的過程,因此可能暴露出引線兩端的鍵合點。

缺點是需要的時間長得多。

2）設(shè)備和材料，等離子刻蝕所需設(shè)備和材料如下:

a)非反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng);

b)O2:CF4(80:20)混合氣體。

3）程序，等離子刻蝕應(yīng)按下列程序進(jìn)行:

a)激光開槽：一個溝槽;

b)如果必要,用鋁箔罩模覆蓋,僅將待刻蝕的區(qū)域暴露在等離子體中;

c)將樣品妥善地固定在噴嘴下方,啟動等離子體設(shè)備;

d)去包封層前應(yīng)用壓縮空氣吹幾分鐘,將填充材料(如石英粉粒)從表面清除;

e)去包封層應(yīng)在O2:CF4(80:20)混合氣體中,壓強(qiáng)約為50Pa~100Pa下進(jìn)行。

注:

a)去包封層通常需要5h至15h(時間長短取決于器件的類型和溝槽的深度);

b)O2:CF4等離子體(通常用于去包封層)對鋁和金不起作用,但會浸蝕其他金屬和玻璃等鈍化物(特別是Si3N4鈍化物)。

總結(jié)：由于效率要求，通常采用手工濕法開蓋，濕法開蓋對于化學(xué)配方的要求很高，特別是5G的化合物芯片，必須用到先進(jìn)的開封技術(shù)。

常用的化學(xué)配方如下所示：

注：紅膠封裝（酐類環(huán)氧樹脂）需要使用硫酸，清洗是需要使用異丙醇。