CN111693852A - 一种塑封裝元器件开封方法及开封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种塑封裝元器件开封方法及开封装置。本发明的塑封裝元器件开封方法，包括：S1、使用X光设备检测待开封的塑封裝元器件，以确定目标芯线所在的路径位置；S2、加热待开封的塑封裝元器件至预设温度；S3、沿目标芯线所在的路径位置滴注开封腐蚀液，对目标芯线上方的塑封材料进行腐蚀；S4、在目标芯线裸露后，采用边滴注开封腐蚀液、边用丙酮冲洗的方式，去除目标芯线周围的塑封体；S5、在目标芯线周围的塑封体去除之后，将该塑封装元器件浸泡于丙酮溶液内，并置于超声波清洗机内清洗；S6、对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥。本发明的塑封裝元器件开封方法可实现高效、高精度、可控制、低成本的开封。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种塑封裝元器件开封方法及开封装置。
背景技术
芯片开封是失效分析使常用的一种破坏性试验，主要针对封装芯片。对于铜芯线塑封装元器件进行开封，一般是利用混酸把芯片外面的塑封装体腐蚀掉，暴露内部芯片或铜芯线，以便进行后续分析。但化学开封具有以下几个缺点：
1、化学开封成本较高。相关的开封仪器价格一般在5万美元左右，且后续需不断向仪器供货商购买、配制酸液等耗材，对于企业是一笔沉重的负担；
2、腐蚀时间难以控制。如果时间偏短，则不能把芯片表面塑封体去除干净；如果时间偏长，芯片上的铜线有可能被腐蚀掉，造成无法分析。
3、开封速度慢。
4、样品芯片表面留有残胶，不利于失效点的观察。
结合分析，如何对铜芯线塑封装元器件进行高效、高精度开封，并且实现快速低成本开封，成为半导体领域内进行失效分析所亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种塑封裝元器件开封方法及开封装置，针对上述问题，可以实现对铜芯线塑封装元器件的高效、高精度、可控制、低成本的开封，为后面进行失效分析做准备。
本发明实施例提供一种塑封裝元器件开封方法，用于塑封裝元器件的铜芯线失效分析，包括：
S1、使用X光设备检测待开封的塑封裝元器件，以确定目标芯线所在的路径位置；
S2、加热待开封的塑封裝元器件至预设温度；
S3、沿目标芯线所在的路径位置滴注开封腐蚀液，对目标芯线上方的塑封材料进行腐蚀；
S4、在目标芯线裸露后，采用边滴注开封腐蚀液、边用丙酮冲洗的方式，去除目标芯线周围的塑封体；
S5、在目标芯线周围的塑封体去除之后，将该塑封装元器件浸泡于丙酮溶液内，并置于超声波清洗机内清洗；
S6、对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥。
采用该技术方案，可以有效地提高腐蚀的效率、腐蚀的精度和腐蚀过程的可控性，既提高了开封的效率，也降低了成本。
在一种可行的方案中，步骤S2中的所述预设温度为130～150摄氏度。
采用该技术方案，是为了通过加热实现腐蚀过程的加速，以提高腐蚀过程的反应速率。
在一种可行的方案中，步骤S3中的所述开封腐蚀液由浓硫酸与发烟硝酸按照体积比1:1进行混合而成。
采用该技术方案，是提供一种腐蚀液的配置方法。
在一种可行的方案中，滴注开封腐蚀液至目标芯线所在的路径位置前，将所述开封腐蚀液预先加热至100摄氏度。
采用该技术方案，是为了进一步地提高腐蚀过程的腐蚀速率。
在一种可行的方案中，对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥，采用以下方式：
使用50～70摄氏度的热风对清洗完成的该塑封装元器吹干。
采用该技术方案，是为了将塑封装元器快速吹干，同时避免对塑封装元器的结构产生影响。
本发明实施例还提供一种塑封裝元器件开封装置，包括：安装盘、安装支架、X光发生器、X光检测器、旋转电机、固定基台、滴注机构、冲洗机构和控制器；
所述安装支架安装在所述安装台上，所述X光发生器设置在所述安装支架上；
所述旋转电机固定在所述安装盘内，所述固定基台固定在所述旋转电机的旋转轴上；
所述固定基台上设有第一安装凹槽和第二安装凹槽，所述第一安装凹槽位于所述第二安装凹槽的上方，且所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽与所述X光发生器的位置相对应；
所述X光检测器安设在所述第二安装凹槽内，所述第一安装凹槽用于安装待开封的产品；
所述滴注机构包括：滴注枪、滴注管道、气缸、气泵、伺服电机和第一电磁阀，所述气缸位于所述安装支架内，所述气泵与所述气缸相导通；所述伺服电机固定在所述气缸上，所述滴注枪安设在所述伺服电机的转动轴上，与所述滴注管道的一端导通，且位于所述第一安装槽的斜上方；所述第一电磁阀串联在所述滴注管道上，所述第一电磁阀、所述气泵、所述伺服电机分别与所述控制器电性连接；
所述冲洗机构包括：冲洗枪、冲洗管道和第二电磁阀，所述冲洗枪安设在所述安装支架上，与所述冲洗管道的一端相导通，且位于所述第一安装槽的斜上方；所述第二电磁阀串联在所述冲洗管道上，所述第二电磁阀与所述控制器电性连接；
所述控制器分别与所述X光检测器和所述X光发生器电性连接。
采用该技术方案，可以提供一种对塑封裝元器件进行精准开封的装置，该装置可以实现对目标芯线路径的检测和记录，再沿该目标芯线进行滴注开封，实现了开封的自动化和精准化。
在一种可行的方案中，所述固定基台上设有多个所述第一安装凹槽，且所述第一安装凹槽呈圆周阵列均匀排布。
采用该技术方案，是为了能够进行转动式开封，从而实现对塑封裝元器件的持续开封过程。
在一种可行的方案中，所述安装盘上还设有存储凹槽，所述存储凹槽位于所述固定基台的边缘下方。
采用该技术方案，是为了避免腐蚀液飞溅，影响开封安全。
基于上述方案可知，本发明通过X光检测目标芯线的所在位置，再将经加热处理的腐蚀液沿目标芯线路径位置滴注，实现了对待观察区域的高效、高精度、可控制开封，同时可以降低开封成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的塑封裝元器件开封方法的流程图；
图2为本发明实施例中的塑封裝元器件开封装置的立体图；
图3为本发明实施例中的塑封裝元器件开封装置的另一立体图；
图4为本发明实施例中的固定基台的主视图；
图5为本发明实施例中的固定基台的俯视图；
图6为本发明实施例中的固定基台的仰视图；
图7为本发明实施例中的固定基台的A-A剖视图。
图中标号：
1、安装盘；101、存储凹槽；2、安装支架；3、X光发生器；4、旋转电机；5、固定基台；501、第一安装凹槽；502、第二安装凹槽；6、滴注枪；7、冲洗枪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例中的塑封裝元器件开封方法的流程图，图2为本发明实施例中的塑封裝元器件开封装置的立体图，图3为本发明实施例中的塑封裝元器件开封装置的另一立体图，图4为本发明实施例中的固定基台的主视图，图5为本发明实施例中的固定基台的俯视图，图6为本发明实施例中的固定基台的仰视图，图7为本发明实施例中的固定基台的A-A剖视图。
如图1所示，本发明实施例提供一种塑封裝元器件开封方法，用于塑封裝元器件的铜芯线失效分析，包括：
S1、使用X光设备检测待开封的塑封裝元器件，以确定目标芯线所在的路径位置。
需要说明的是，使用X光设备，对物体内部结构进行检测，属于现有技术。在使用X光设备检测待开封的塑装元器件时，可以根据X光检测底片上的光影强度，来区分、辨认目标芯线的所在位置。例如，将X光对准产品进行检测，在感光底片上某一范围内，分辨目标芯线的路径位置；具体地，可以将某一范围内，如果某些点的感光强度低于某一设定值的感光强度值，则将这些点串联起来，作为目标芯线所在的位置。特别地，要求这些芯线可以拟合成一条连续的曲线。需要强调的是，上述使用X光检测物体的内部形状，属于现有技术；将X光检测技术结合计算机技术，以确定目标芯线的所在的路径位置，属于现有技术。
S2、加热待开封的塑封裝元器件至预设温度。
一种可能的加热方式，为使用温度高于预设温度5摄氏度以内的热空气加热。
S3、沿目标芯线所在的路径位置滴注开封腐蚀液，对目标芯线上方的塑封材料进行腐蚀。
S4、在目标芯线裸露后，采用边滴注开封腐蚀液、边用丙酮冲洗的方式，去除目标芯线周围的塑封体。
S5、在目标芯线周围的塑封体去除之后，将该塑封装元器件浸泡于丙酮溶液内，并置于超声波清洗机内清洗。
S6、对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥。
采用该技术方案，通过使用X光对目标芯线所在的位置进行定位，来避免无目的性的腐蚀，以提高腐蚀的针对性，同时，通过对待开封的塑封裝元器件进行加热，可以提高腐蚀过程的效率；而采取边滴注开封腐蚀液、边用丙酮冲洗的方式，可以对腐蚀液进行一定的稀释，对腐蚀液的腐蚀速率进行控制，同时保护目标芯线(如铜芯线)；之后，再通过清洗干燥，实现对待开封元器件的清洁处理，为后面的观察分析做准备。因此，这种开封方法可以有效地提高腐蚀的效率、腐蚀的精度和腐蚀过程的可控性，既提高了开封的效率，也降低了成本。
可选地，本发明实施例提供的塑封裝元器件开封方法，步骤S2中的该预设温度为130～150摄氏度。
采用该技术方案，是为了通过加热实现腐蚀过程的加速，以提高腐蚀过程的反应速率。
可选地，本发明实施例提供的塑封裝元器件开封方法，步骤S3中的该开封腐蚀液由浓硫酸与发烟硝酸按照体积比1:1进行混合而成。
采用该技术方案，是提供一种腐蚀液的配置方法。
可选地，本发明实施例提供的塑封裝元器件开封方法，滴注开封腐蚀液至目标芯线所在的路径位置前，将该开封腐蚀液预先加热至100摄氏度。
采用该技术方案，是为了进一步地提高腐蚀过程的腐蚀速率。
可选地，本发明实施例提供的塑封裝元器件开封方法，对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥，采用以下方式：
使用50～70摄氏度的热风对清洗完成的该塑封装元器吹干。
采用该技术方案，是为了将塑封装元器快速吹干，同时避免对塑封装元器的结构产生影响。
可选地，如图2至7所示，本发明实施例还提供一种塑封裝元器件开封装置，包括：安装盘1、安装支架2、X光发生器3、X光检测器、旋转电机4、固定基台5、滴注机构、冲洗机构和控制器。
其中，该安装支架2安装在该安装台上，该X光发生器3设置在该安装支架2上。
需要说明的是，该安装支架2可以为中空结构，其中，中空部分既可以安装部分零部件，也可以用来布置管道。
该旋转电机4固定在该安装盘1内，该固定基台5固定在该旋转电机4的旋转轴上。需要说明的是，该旋转电机4可以配合滴注机构中的伺服电机，实现沿目标芯线的路径进行滴注。
该固定基台5上设有第一安装凹槽501和第二安装凹槽502，该第一安装凹槽501位于该第二安装凹槽502的上方，且该第一安装凹槽501和该第二安装凹槽502与该X光发生器3的位置相对应。
该X光检测器安设在该第二安装凹槽502内(图中未示)，该第一安装凹槽501用于安装待开封的产品。
该滴注机构包括：滴注枪6、滴注管道、气缸、气泵、伺服电机和第一电磁阀，该气缸位于该安装支架2内，该气泵与该气缸相导通。一种可能的情况是，该气缸设置在安装支架2的终端的内部。
该伺服电机固定在该气缸上，该滴注枪6安设在该伺服电机的转动轴上，与该滴注管道的一端导通，且位于该第一安装槽的斜上方。需要说明的是，该伺服电机的作用，是提供一个转动作用。
该第一电磁阀串联在该滴注管道上，该第一电磁阀、该气泵、该伺服电机分别与该控制器电性连接。需要说明的是，该气泵、气缸的作用是为了提供一个竖直方向的上下运动。
该冲洗机构包括：冲洗枪7、冲洗管道和第二电磁阀，该冲洗枪7安设在该安装支架2上，与该冲洗管道的一端相导通，且位于该第一安装槽的斜上方。该第二电磁阀串联在该冲洗管道上，该第二电磁阀与该控制器电性连接。
需要说明的是，该冲洗枪7可以是固定在该安装支架2上。
该控制器分别与该X光检测器和该X光发生器3电性连接。该控制器的作用，是根据X光检测结果，来控制滴注枪6的滴注位置，而控制滴注位置的方式，包括气缸的上下运动、伺服电机的左右摆动以及旋转电机4的左右摆动。
该塑封裝元器件开封装置的工作原理是：将产品放置在第一安装凹槽501内，控制器将产品对准X光发生器3，对目标芯线的位置进行检测；获得目标芯线的位置后，将产品转动至滴注位置；控制器，根据目标芯线的路径位置，控制滴注枪6的滴注位置，沿目标芯线的所在路径进行滴注、腐蚀；具体地，可以通过控制旋转电机和伺服电机的转动角度，来控制滴注枪的枪口和产品的芯线在水平方向上的位置关系，如两者都左右转动适当角度；通过控制气缸的伸出距离，来调整滴注枪的枪口与产品的芯线在竖直方向的位置关系，如上下伸缩；同时，可以配合调整滴注枪的腐蚀液喷出速度，实现在产品上沿芯线路径滴注。
采用该技术方案，可以提供一种对塑封裝元器件进行精准开封的装置，该装置可以实现对目标芯线路径的检测和记录，再沿该目标芯线进行滴注开封，实现了开封的自动化和精准化。
可选地，本发明实施例提供的塑封裝元器件开封方法，该固定基台5上设有多个该第一安装凹槽501，且该第一安装凹槽501呈圆周阵列均匀排布。
采用该技术方案，是为了能够进行转动式开封，从而实现对塑封裝元器件的持续开封过程。
可选地，本发明实施例提供的塑封裝元器件开封方法，该安装盘1上还设有存储凹槽101，该存储凹槽101位于该固定基台5的边缘下方。
采用该技术方案，是为了避免腐蚀液飞溅，影响开封安全。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。
而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种塑封裝元器件开封方法，用于塑封裝元器件的铜芯线失效分析，其特征在于，包括：
S1、使用X光设备检测待开封的塑封裝元器件，以确定目标芯线所在的路径位置；
S2、加热待开封的塑封裝元器件至预设温度；
S3、沿目标芯线所在的路径位置滴注开封腐蚀液，对目标芯线上方的塑封材料进行腐蚀；
S4、在目标芯线裸露后，采用边滴注开封腐蚀液、边用丙酮冲洗的方式，去除目标芯线周围的塑封体；
S5、在目标芯线周围的塑封体去除之后，将该塑封装元器件浸泡于丙酮溶液内，并置于超声波清洗机内清洗；
S6、对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥。
2.根据权利要求1所述的塑封裝元器件开封方法，其特征在于，步骤S2中的所述预设温度为130～150摄氏度。
3.根据权利要求2所述的塑封裝元器件开封方法，其特征在于，步骤S3中的所述开封腐蚀液由浓硫酸与发烟硝酸按照体积比1:1进行混合而成。
4.根据权利要求3所述的塑封裝元器件开封方法，其特征在于，滴注开封腐蚀液至目标芯线所在的路径位置前，将所述开封腐蚀液预先加热至100摄氏度。
5.根据权利要求4所述的塑封裝元器件开封方法，其特征在于，对清洗完成的该塑封装元器件进行干燥，采用以下方式：
使用50～70摄氏度的热风对清洗完成的该塑封装元器吹干。
6.一种塑封裝元器件开封装置，其特征在于，包括：安装盘、安装支架、X光发生器、X光检测器、旋转电机、固定基台、滴注机构、冲洗机构和控制器；
所述安装支架安装在所述安装台上，所述X光发生器设置在所述安装支架上；
所述旋转电机固定在所述安装盘内，所述固定基台固定在所述旋转电机的旋转轴上；
所述固定基台上设有第一安装凹槽和第二安装凹槽，所述第一安装凹槽位于所述第二安装凹槽的上方，且所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽与所述X光发生器的位置相对应；
所述X光检测器安设在所述第二安装凹槽内，所述第一安装凹槽用于安装待开封的产品；
所述滴注机构包括：滴注枪、滴注管道、气缸、气泵、伺服电机和第一电磁阀，所述气缸位于所述安装支架内，所述气泵与所述气缸相导通；所述伺服电机固定在所述气缸上，所述滴注枪安设在所述伺服电机的转动轴上，与所述滴注管道的一端导通，且位于所述第一安装槽的斜上方；所述第一电磁阀串联在所述滴注管道上，所述第一电磁阀、所述气泵、所述伺服电机分别与所述控制器电性连接；
所述冲洗机构包括：冲洗枪、冲洗管道和第二电磁阀，所述冲洗枪安设在所述安装支架上，与所述冲洗管道的一端相导通，且位于所述第一安装槽的斜上方；所述第二电磁阀串联在所述冲洗管道上，所述第二电磁阀与所述控制器电性连接；
所述控制器分别与所述X光检测器和所述X光发生器电性连接。
7.根据权利要求6所述的塑封裝元器件开封装置，其特征在于，所述固定基台上设有多个所述第一安装凹槽，且所述第一安装凹槽呈圆周阵列均匀排布。
8.根据权利要求6所述的塑封裝元器件开封装置，其特征在于，所述安装盘上还设有存储凹槽，所述存储凹槽位于所述固定基台的边缘下方。
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