帶你一文了解芯片開封技術(shù)

芯片開封的定義

芯片開封，即Decap，是一種對完整封裝的集成電路（IC）芯片進(jìn)行局部處理的工藝。

其目的是去除芯片的封裝外殼，暴露出芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)確保芯片功能不受損。芯片開封是芯片故障分析實(shí)驗(yàn)的重要準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，能夠保護(hù)芯片的Die、bond pads、bond wires及l(fā)ead等關(guān)鍵部分，為后續(xù)的失效分析測試提供便利，便于進(jìn)行熱點(diǎn)定位、聚焦離子束（FIB）等測試操作。

芯片開封的方法

1.激光開封

激光開封是利用激光束的能量作用于芯片塑封表面，通過氣化作用去除器件填充料。這種方法具有顯著優(yōu)勢，操作速度快，過程簡便，且相對安全，無危險(xiǎn)性。激光開封能夠精準(zhǔn)地去除封裝材料，而不會對芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成不必要的損傷，因此在芯片開封領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2.化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕則依賴于特定的化學(xué)試劑，如濃硫酸、鹽酸、發(fā)煙硝酸、氫氟酸等。其中，98%的濃硫酸常用于腐蝕易溶于丙酮的低分子化合物。在超聲波的輔助作用下，這些低分子化合物被清洗掉，從而暴露出芯片晶圓表層，實(shí)現(xiàn)對芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和分析?；瘜W(xué)腐蝕方法雖然有效，但操作過程中需要注意化學(xué)試劑的安全性，避免對人員和設(shè)備造成傷害。

化學(xué)開封主要適用于 COB（板上芯片封裝）、QFP（四邊扁平封裝）、QFN（無引腳四方扁平封裝）、DIP（雙列直插式封裝）等塑料材料的封裝類型。通過化學(xué)開封，可以較為徹底地去除封裝材料，為后續(xù)的檢測工作創(chuàng)造良好的條件。

芯片封裝的材料構(gòu)成

1.導(dǎo)線架

導(dǎo)線架由金屬制成，主要功能是連接硅晶片與電路板，起到電連接和支撐的作用。

2.外殼

外殼可以由塑膠或陶瓷材料制成，通常呈黑色或白色。其主要作用是保護(hù)硅晶片，防止外部環(huán)境對芯片造成物理或化學(xué)損傷。

3.連接線

連接線位于晶片與導(dǎo)線架之間，通常由金線或鋁線構(gòu)成。它們負(fù)責(zé)將硅晶片與導(dǎo)線架進(jìn)行電氣連接，確保芯片的正常工作。

4.硅晶片

硅晶片是集成電路的核心組件，由高純硅、摻雜物和金屬構(gòu)成。它是芯片實(shí)現(xiàn)各種功能的基礎(chǔ)，承載著復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)和功能單元。

5.散熱底座

散熱底座由金屬制成，硅晶片通過膠水粘附在散熱底座上。其主要作用是幫助硅晶片散熱，確保芯片在工作過程中保持合適的溫度，從而提高芯片的穩(wěn)定性和可靠性。

芯片開封的作用

1.失效模式分析

開封后的芯片可以進(jìn)行詳細(xì)的電性測試和物理測量，包括測量電壓、電流、功率消耗等參數(shù)，從而全面評估芯片的電性能。通過深入分析失效模式，能夠揭示芯片設(shè)計(jì)和制造過程中可能存在的潛在問題，并為改進(jìn)提供有價(jià)值的建議。

2.故障定位

開封過程能夠暴露出芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員可以借助高倍率顯微鏡等工具直接觀察和分析芯片的各種元件和連接。激光開封和化學(xué)腐蝕等方法可以精準(zhǔn)地移除封裝材料和封裝層，從而確定故障的位置和性質(zhì)，這對于準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)至關(guān)重要。

3.化學(xué)分析

芯片開封為化學(xué)分析提供了可能，能夠確定芯片材料的組成和元素分布。這種分析對于檢測潛在的材料缺陷、污染物以及由不良封裝或封裝材料引發(fā)的問題具有重要意義。通過化學(xué)分析，可以精確識別與材料相關(guān)的故障原因，進(jìn)而采取針對性的措施來優(yōu)化芯片制造過程。

4.封裝驗(yàn)證

芯片開封是對封裝質(zhì)量進(jìn)行評估的重要手段。通過仔細(xì)觀察封裝焊點(diǎn)、打線連接以及封裝缺陷等細(xì)節(jié)，可以全面檢查封裝工藝是否符合預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。這一評估過程有助于確保封裝的完整性和可靠性，從而防止因封裝質(zhì)量不良導(dǎo)致的芯片失效。