浅谈封装开封技术

环氧塑封是IC主要封装形式，环氧塑封器件开封方法有化学方法、机械方法和等离子体刻蚀法，化学方法是最广泛使用的方法，又分手动开封和机械开封两种。

(1)手动开封：

发烟硝酸或发烟硝酸和发烟硫酸的混酸。125～150℃烘焙约一小时，驱除水汽(建议);X射线透射技术确定芯片在器件中的位置和大小等离子刻蚀法(建议);用机械法磨去顶盖一部分或在芯片上方开个圆孔，直到离芯片非常薄为止(建议)加热发烟硝酸至60～70℃，用吸液管滴到黑胶表面，待反应后用丙酮冲洗、烘干，重复上述步骤直至芯片完全暴露;去离子水超声波振荡清洗，最后甲醇超声波振荡清洗，直至表面干净。手动开封的优点是方便、便宜;缺点是小尺寸封装、新型封装类型开封效果不理想，对操作员的经验、技巧依赖性较高。

(2)自动开封：

环氧封装喷射腐蚀(Jet Etch)，即对器件进行部分开封，暴露芯片表面或背面，但保留芯片、管脚和内引线和压焊点的完整性及电学性能完整，为后续失效定位和检测做准备。Jet Etch工作原理为在器件的芯片位置处的环氧树脂塑封料表面，用机械法磨去一部分，或在芯片上方开一个与芯片面积相当的孔，直到离芯片非常薄为止。将器件倒置并使芯片位置中心正对Jet Etch机台的出液孔，加热的发烟硝酸或脱水/发烟硫酸，亦可为混酸，经由内置真空泵产生的负压，通过小孔喷射到芯片上方的塑封料进行局部腐蚀，直到芯片完全露出。加热的发烟硝酸或脱水硫酸对塑料有较强的腐蚀作用，但对硅片，铝金属化层和内引线的腐蚀作用缓慢，操作时合理设定液体流量、流速以及所用酸的选择，综合考虑封装类型，芯片的大小、厚薄等因素，在成功暴露芯片时能保证器件电性性能的完整性。

相对于手动开封，Jet Etch具有安全、酸的选择性多、对铝金属层腐蚀性小、精度/可靠性高等优势;但设备的成本较高，对某些新型塑封材料反应速度慢，易造成铝金属和内引线腐蚀，对于CSP和腔在下形式的封装是一大挑战。此外，由于硝酸和铜会发生反应，使得对铜内引线封装器件开封变得极具挑战性。

(3)等离子体刻蚀开封法(Plasma decapsulation)：

利用氧等离子体去除有机环氧树脂密封料。离子体刻蚀，又称干法刻蚀，是分析实验室必备样品制备组装置之一。等离子体刻蚀开封法适用于所有塑封器件，反应表面较化学湿法开封干净，选择比高、对芯片腐蚀小;但反应速度慢，相对于化学开封的以分钟为单位，氧等离子体刻蚀则以小时为单位。实际运用时常加CF4以增加反应速率(e.g.70% CF4+30% O2 )。当刻蚀接近芯片表面时，改用氧等离子体，以防CF4腐蚀金线和芯片的钝化层。

(4)热机械开封(thermomechanical decapsulation)：

通过磨、撬、加热等方法，主要针对金属封装的器件或失效机理是污染物或腐蚀相关。热机械开封不经历化学反应，有效保护铝垫bond pad原始现场，保证了后续化学元素分析和表面分析结果的可信度，适用于失效机理是污染物或腐蚀相关的分析案例。但此法会导致塑封器件金线断裂或金球(gold ball)脱落，破坏器件的电学性能完整性，易造成芯片断裂，对操作员经验、技巧依赖性极高。

(5)激光辅助开封(laser assisted decapsulation)：

随着封装技术的发展和尺寸小型化要求，尤其CSP封装的出现和广泛应用，现有开封技术精确度很难达到要求。激光辅助开封的精准性在一定程度上满足了上述要求。UV激光辅助开封对有机物的去除能力强、平整性好，但环氧树脂塑封料中常含一定量的填充物，对开封的平整性产生负面影响，同时，价格较为昂贵。 来源：半导体封装工程师之家

审核编辑：汤梓红