[發明專利]用于倒裝芯片器件的開封方法

有效

• 申請號: 201410250565.5
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104008956B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 賀嶠
• 申請（專利權）人: 航天科工防御技術研究試驗中心
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/66
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 李弘,陳安平

技術領域

本發明涉及電子器件開封技術領域，特別是指一種用于倒裝芯片器件的開封方法。

背景技術

目前行業中對于采用芯片倒裝工藝的器件主要為BGA封裝、PGA封裝的大規模、超大規模集成電路。由于其結構復雜及現有的開封方法的限制，使得開封質量得不到保障，嚴重影響開封后的相關試驗、且電特性不能保障。

現有開封方法為將器件浸入高溫的酸中，溶解掉外部封裝的材料(如：模塑化合物、印制板等)，由于采用芯片倒裝工藝的器件結構與傳統鍵合工藝的器件不同，其開封難度遠大于傳統鍵合工藝的器件，開封后的質量得不到保障，對硅片的損傷較大，且無法實現對印制板的層間結構進行觀察。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種用于倒裝芯片器件的開封方法，相比較傳統的采用芯片倒裝工藝器件的開封方法，本方法大大提升了開封質量，保障了開封后硅片的完成性和電特性。

基于上述目的本發明提供的一種用于倒裝芯片器件的開封方法，包括：

采用立體顯微鏡，在7.1～115倍目鏡下對待開封器件進行觀察，測量其外觀尺寸、封裝厚度，觀察其封裝形式、封裝材料；

選擇掃描聲學顯微鏡、微焦點X射線檢測儀、CT檢測儀其中的一種或多種對待開封器件的內部結構、芯片位置、芯片尺寸、內部鍵合絲排布進行觀察并記錄相關數據，為后期的開封試驗提供支持；

針對器件類型，根據上述檢查結果，確定器件的開封方案；

采用鑲嵌磨拋或外殼啟封對待開封器件進行開封前預處理；

采用掩膜刻蝕法、化學腐蝕法、剖面鏡檢法其中的一種或多種完成待開封器件的化學開封；

對開封后器件的內部芯片、印制板、焊點及其它內部工藝參數進行檢查評價分析。

在一些實施方式中，一般情況下，采用掃描聲學顯微鏡、微焦點X射線檢測儀進行內部結構、芯片位置、芯片尺寸、內部鍵合絲排布觀察并記錄相關數據；當器件內部結構復雜時，用CT檢測儀確定內部結構分布。

在一些實施方式中，對于簡單封裝器件，采用鑲嵌磨拋對待開封器件進行開封前預處理，包括：

根據X射線檢測結果，確定研磨表面；

將器件平放在砂紙上，采用500～800目的砂紙，對其進行磨拋，直至管腳被磨削掉，暴露出器件的焊點為止。

在一些實施方式中，對于復雜封裝器件，采用外殼啟封對待開封器件進行開封前預處理，包括：

將待開封器件用臺鉗固定，使其不能晃動，用手術刀對準蓋板與印制板之間的縫隙，輕敲手術刀背，直至刀刃切入縫隙5～8mm，依照此方法對器件的四周進行切入；完成切入步驟后，從器件蓋板的尖角處將蓋板掀起。

在一些實施方式中，對于簡單封裝器件，采用掩膜刻蝕法完成待開封器件的化學開封；對于復雜封裝器件，采用化學腐蝕法或剖面鏡檢法完成待開封器件的化學開封。

在一些實施方式中，所述掩膜刻蝕法包括：

利用刻蝕開封機采用發煙硝酸作為蝕刻劑，在85℃下，采用渦流式蝕刻；若無法成功刻蝕，則采用濃硫酸作為蝕刻劑，在250℃下，采用渦流式蝕刻；

根據芯片大小，選擇適當的掩膜，掩膜的通孔尺寸要與芯片尺寸基本一致，將掩膜放置在噴酸口處，器件芯片方向向下，放置于掩膜上方，通孔對準芯片位置；

根據器件外包封材料的厚度、材料設置刻蝕時間；

開封完成后，將開封后的器件放入盛有有機清洗劑的燒杯中，將燒杯置于超聲清洗機中，對器件進行清洗，清洗干凈后風干。

在一些實施方式中，所述化學腐蝕法包括：

用控溫電爐將濃硫酸加熱至200℃；

待濃硫酸溫度達到200℃后，將器件放入濃硫酸中進行腐蝕；

根據器件層間密度、厚度確定腐蝕時間，在腐蝕過程中實時觀察腐蝕程度，對印制板進行逐層剝離，直至形成裸片為止；

開封完成后，將開封后的器件放入盛有有機清洗劑的燒杯中，將燒杯置于超聲清洗機中，對器件進行清洗，清洗干凈后風干。

在一些實施方式中，所述剖面鏡檢法包括：

在排風柜內，將待測器件平放在制樣模具中，鑲嵌液與鑲嵌粉按照5：2的體積比進行調配，調配好后，進行灌制；灌制完成后，將試樣置于平穩處，直至其凝固；

試樣凝固后，將試樣從模具中取出，磨拋機開啟，采用由粗到細砂紙，設置合適轉速，對器件的印制板進行逐層磨拋；

每磨削掉一層印制板，用顯微鏡進行觀察并拍照記錄，完成后磨拋下一層；