CN114334749A

CN114334749A - 塑封器件的开封方法

Info

Publication number: CN114334749A
Application number: CN202210221299.8A
Authority: CN
Inventors: 徐源; 张婷; 朱军号; 李功伟; 罗昌平; 许清秀
Original assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Current assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2042-03-09
Also published as: CN114334749B

Abstract

本申请涉及一种塑封器件的开封方法，用于对塑封器件的封装层进行开封，包括：于封装层表面形成开槽；于开槽内加入第一反应液与第二反应液，第一反应液与第二反应液发生化学反应以对封装层进行开封。本申请塑封器件的开封方法，不仅能够成功且较快地对塑封器件进行开封，而且有效改善了开封效果。

Description

塑封器件的开封方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种塑封器件的开封方法。

背景技术

在半导体塑封器件制作过程中，通常要形成封装层，以对其内部的芯片结构进行保护。在对芯片进行分析时，需要对封装层进行开封。

目前常用的开封方式是通过腐蚀液腐蚀封装层，从而漏出芯片结构。但是该种方式开封效果差，有时候甚至不能成功开封。尤其是对功率器件或模组进行封装的封装层，由于其通常采用结构致密、耐酸性能力强的环氧塑封料，因此采用传统的开封方式，开封效果更差。

发明内容

基于此，有本申请实施例提供一种能够有效改善开封效果的塑封器件的开封方法。

一种塑封器件的开封方法，用于对塑封器件的封装层进行开封，包括：

于所述封装层表面形成开槽；

于所述开槽内加入第一反应液与第二反应液，所述第一反应液与所述第二反应液发生化学反应以对所述封装层进行开封。

在其中一个实施例中，所述第一反应液和/或所述第二反应液包括对所述封装层进行腐蚀开封的腐蚀液。

在其中一个实施例中，所述于所述开槽内加入第一反应液与第二反应液，所述第一反应液与所述第二反应液发生化学反应以对所述封装层进行开封，包括：

于所述开槽内滴入第一反应液；

在滴入第一反应液后的所述开槽内滴入第二反应液。

在其中一个实施例中，

所述第一反应液包括无水乙二胺；

所述第二反应液包括发烟硝酸，或者，所述第二反应液包括发烟硝酸与浓硫酸。

在其中一个实施例中，

所述第一反应液包括发烟硝酸，或者，所述第一反应液包括发烟硝酸与浓硫酸；

所述第二反应液包括无水乙二胺。

在其中一个实施例中，所述在滴入第一反应液后的所述开槽内滴入第二反应液之前，还包括：

将滴入所述开槽内的第一反应液加热至第一预设温度。

在其中一个实施例中，所述第一预设温度为50℃-300℃。

将所述第二反应液加热至第二预设温度。

在其中一个实施例中，所述第二预设温度为50℃-300℃。

在其中一个实施例中，所述于所述开槽内滴入第一反应液与第二反应液，所述第一反应液与所述第二反应液发生化学反应以对所述封装层进行开封之后，还包括：

清洗所述塑封器件。

在其中一个实施例中，所述清洗所述塑封器件包括：

采用清洗液冲洗所述塑封器件。

在其中一个实施例中，所述清洗液为丙酮。

在其中一个实施例中，所述清洗所述塑封器件包括：

采用超声清洗所述塑封器件。

在本申请实施例中，通过第一反应液与第二反应液的化学反应以对封装层进行开封。具体地，第一反应液与第二反应液可以发生剧烈的化学反应，从而释放热量，进而产生物理冲击作用，从而可以将封装层开封。因此，在本申请实施例的开封方法，不仅能够成功且较快地对塑封器件的封装层进行开封，而且得到的开封芯片的芯片完整无损伤，打线也完整且观察不到明显的损伤，有效改善了开封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中提供的塑封器件的开封方法的流程图；

图2为一实施例中提供的开封过程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，请参阅图1，提供一种塑封器件的开封方法，用于对塑封器件的封装层进行开封，包括：

步骤S100，于封装层表面形成开槽。

具体地，封装层可以包括但不限于为环氧塑封层。密封在封装层内的芯片结构可以包括芯片与打线。芯片可以包括功率器件或模组等的芯片。

形成开槽时，可以使用激光开封设备在封装层表面进行激光照射，从而对封装层进行激光刻蚀，直至露出打线。此时，开槽露出打线，从而可以加快开封速度。当然，这里并不以此为限制，也可以在露出打线之前，停止激光照射。此时，开槽并不露出打线。

步骤S200，于开槽内加入第一反应液与第二反应液，第一反应液与第二反应液发生化学反应以对封装层进行开封。

这里，请参阅图2，可以将激光开槽后的附有封装层的塑封器件放入反应装置100中进行反应。封装层开槽内的第一反应液与第二反应液可以发生剧烈的化学反应，从而释放热量，进而产生物理冲击作用，从而可以将封装层开封。因此，本实施例可以更加完全地去除封装层，从而提高开封效果。

作为示例，第一反应液和/或第二反应液包括可直接对封装层进行腐蚀开封的腐蚀液。这里可以理解的是，腐蚀液（如发烟硝酸等）通常对封装层具有较为强烈的腐蚀作用，从而可以对封装层进行开封。

此时，一方面可以通过开槽内的化学反应而产生的物理冲击作用将封装层开封，另一方面可以通过腐蚀液对封装层进行化学腐蚀，从而使得开封后的芯片结构表面不会或者很少残留封装层的残料，并且开封速度以及开封成功率可以被有效提高。同时，由于开封速度被有效提高，芯片的顶部金属（如打线）也不会因长期腐蚀而受到损坏。因此，开封后的塑封器件可以保持良好的电性能。

在一个实施例中，步骤S200，于开槽内加入第一反应液与第二反应液，第一反应液与第二反应液发生化学反应以对封装层进行开封，包括：

步骤S210，于开槽内滴入第一反应液。

具体地，可以通过滴管，将第一反应液滴入封装层的开槽内。

步骤S240，在滴入第一反应液后的开槽内滴入第二反应液。

此时，由于第一反应液先于第二反应液而滴入封装层的开槽内，因此第一反应液可以在与第二反应液反应之前向封装层内部进行渗透，从而使得第二反应液与第一反应液发生的化学反应不仅限于在开槽内，进而增大反应而产生的物理冲击作用范围，从而更加有利于将封装层快速解封。

作为一示例，第一反应液可以包括无水乙二胺，第二反应液可以包括发烟硝酸。发烟硝酸与无水乙二胺反应可以发生剧烈的化学反应，从而将封装层炸开。

同时，发烟硝酸具有挥发性，而无水乙二胺不具有挥发性。因此，此时先滴入第一反应液，后滴入第二反应液，可以有效防止第一反应液在第二反应液放入之前挥发掉。

进一步地，第二反应液还可以包括发烟硝酸与浓硫酸，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比可以为：浓硫酸/发烟硝酸=1/2至3/5。具体地，浓硫酸的浓度可以为96%-98%；发烟硝酸的浓度可以大于等于99%，无水乙二胺的浓度可以大于98%。

在第二反应液中增加浓硫酸，可以抑制发烟硝酸与打线（如铜线或银线等）的反应，使发烟硝酸更多地用于与无水乙二胺反应。此时，一方面可以防止发烟硝酸腐蚀打线，另一方面加强发烟硝酸与无水乙二胺发生爆炸反应而产生的物理冲击作用。

当然，当打线为金线或铝线等耐发烟硝酸的金属线时，第二反应液也可以只采用发烟硝酸。

作为另一示例，第一反应液可以包括发烟硝酸。第二反应液可以包括无水乙二胺。发烟硝酸与无水乙二胺反应可以发生剧烈的化学反应，从而将封装层炸开。

此时，具体地，可以设置开槽具有较大尺寸，从而使得第一反应液（发烟硝酸）不会在第二反应液（无水乙二胺）放入之前挥发掉。同时，由于发烟硝酸对封装层具有强烈的腐蚀作用，可以用作对封装层进行腐蚀的腐蚀液，因此，先放入发烟硝酸，还可以在第一反应液与第二反应液发生化学反应而将封装层炸开前，通过第一反应液先对封装层进行化学腐蚀，从而提高开封速度以及开封成功率。

进一步地，第一反应液还可以包括发烟硝酸与浓硫酸，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比例可以为：浓硫酸/发烟硝酸=1/2至3/5。具体地，浓硫酸的浓度可以为96%-98%；发烟硝酸的浓度可以大于等于99%，无水乙二胺的浓度可以大于98%。

在第一反应液中增加浓硫酸，可以抑制发烟硝酸的挥发速度，从而防止第一反应液（发烟硝酸）在第二反应液（无水乙二胺）放入之前挥发掉。

同时在第一反应液中增加浓硫酸，可以抑制发烟硝酸与打线（如铜线或银线等）的反应，使发烟硝酸更多地用于与无水乙二胺反应。此时，一方面可以防止发烟硝酸腐蚀打线，另一方面加强发烟硝酸与无水乙二胺反应而产生的物理冲击作用。

在一个实施例中，步骤S240，在滴入第一反应液后的开槽内滴入第二反应液之前，还可以包括：

步骤S220，将滴入开槽内的第一反应液加热至第一预设温度。

这里，具体可以在图2所示的反应装置100内设有加热装置（未图示）。通过加热装置对封装层或者说对未去除封装层的塑封器件进行加热，从而使得封装层开槽内的第一反应液（如无水乙二胺）被加热。第一预设温度可以根据实际需求设置。具体地，第一预设温度可以为50℃-300℃。进一步地，可以设置第一预设温度大于等于150℃，防止反应液温度低导致反应速率慢，从而影响开封效率。同时，当第一反应液和/或第二反应液包括腐蚀液时，第一预设温度可以进一步设置为150℃-250℃，例如，第一预设温度可以为150℃、170℃、190℃、220℃或250℃等。此时，一方面可以保证足够的反应速率，同时又不会反应过快，从而可以保证具有足够的反应时间，从而使得封装层在化学反应产生的物理冲击作用的双重作用下，被良好地开封。优选地，第一预设温度可以设置为190℃。

第二反应液（如发烟硝酸）滴入后与被加热后的第一反应液（如无水乙二胺）进行反应，而提高二者的反应剧烈程度，从而对封装层产生更强的物理冲击作用，进而有效改善开封效果。

在一个实施例中，在步骤S240，在滴入第一反应液后的开槽内滴入第二反应液之前，还可以包括：

步骤S230，将第二反应液加热至第二预设温度。第二预设温度可以根据实际需求设置。具体地，第二预设温度可以为50℃-300℃，如50℃、100℃、150℃、200℃、250℃或350℃等。

具体地，可以在外部容器中对其进行加热。然后，再将加热后的第二反应液滴入已具有第一反应液的开槽。

可以理解的是，步骤S220与步骤S230可以同时存在，也可以存在其中一步，例如，可以只存在步骤S220。

当然，在一些实施例中，当第二反应液与第一反应液在常温下即可具有足够的反应强度时，也可以不对第一反应液和/或第二反应液进行加热，这里对此不作限制。

在一个实施例中，步骤S200，于开槽内加入第一反应液与第二反应液，第一反应液与第二反应液发生化学反应以对封装层进行开封，还包括：

步骤S300，清洗塑封器件。

当开槽内的第一反应液与第二反应液反应之后，封装层表面开槽处由于物理冲击作用而被炸开时，会产生碎片残留物；而通过清洗可以将芯片结构上附着的碎片有效去除。

这里，可以理解的是，在进行实际开封时，步骤S100之后，可能需要依次循环执行步骤S200与步骤300几次（如三次），直至将需要的芯片结构露出，从而完成开封。当然，如果步骤S100之后经历一次步骤S200与步骤300即可露出需要的芯片结构，也可以不必循环执行步骤S200与步骤300。

作为示例，步骤S300可以包括：

步骤S310，采用清洗液冲洗芯片。

具体地，请参阅图2，可以将塑封器件放入冲洗装置200内，然后用清洗液对其进行冲洗。冲洗液可以选择丙酮等有机溶液。此时，冲洗液一方面可以通过物理冲刷作用去除芯片结构上附着的封装层碎片，另一方面还可以将部分有机物杂质溶解去除。当然，这里对此并不做限制。

进一步地，步骤S300还可以包括：

步骤S320，采用超声清洗塑封器件。

具体地，可以将塑封器件放入装有水的超声波清洗机300（请参阅图2）中进行超声清洗。经过超声清洗作为，可以震掉附着在芯片结构上的封装层碎片或者还未从封装层上脱离的封装层碎片。

可以理解的是，步骤S310与步骤S320可以同时存在。但是这里对此并不做限制，二者也可以只存在其中一个步骤。或者，也可以通过其他的方式对塑封器件进行清洗。

并且，对完成开封后的塑封器件，可以将其吹干，并放入测试装置400（请参阅图2，测试装置例如可以为EMC测试装置）中进行测试。

下面为应该本申请方法对封装打线为铜线的塑封器件进行开封的几个实施例以及对比实施例：

实施例1

一种塑封器件的开封方法，包括：

（1）先使用激光开封设备在封装层表面进行激光照射，直至露出打线，从而于封装层表面形成开槽。

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）无水乙二胺，通过加热装置对塑封器件进行加热，从而使得封装层开槽内的无水乙二胺被加热至150℃；接着再滴入1滴（约0.1ml）的发烟硝酸与98%的浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2），无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

（3）重复上述步骤（2）6至7次后，封装层表面开槽处被完全炸开，芯片上表面裸露及打线全部裸露。

实施例2

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）无水乙二胺，通过加热装置对塑封器件进行加热，从而使得封装层开槽内的无水乙二胺被加热至190℃；接着再滴入1滴（约0.1ml）的发烟硝酸与98%的浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2），无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

（3）重复上述步骤（2）3至4次后，封装层表面开槽处被完全炸开，芯片上表面裸露及打线全部裸露。

实施例3

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）无水乙二胺，通过加热装置对塑封器件进行加热，从而使得封装层开槽内的无水乙二胺被加热至250℃；接着再滴入1滴（约0.1ml）的发烟硝酸与98%的浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2），无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

（3）重复上述步骤4至5次后，封装层表面开槽处被完全炸开，芯片上表面裸露及打线全部裸露。

实施例4

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）无水乙二胺，通过加热装置对塑封器件进行加热，从而使得封装层开槽内的无水乙二胺被加热至190℃；接着再滴入1滴（约0.1ml）的已被加热至150℃的发烟硝酸与98%的浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2），无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

（3）重复上述步骤（2）3次后，封装层表面开槽处被完全炸开，芯片上表面裸露及打线全部裸露。

实施例5

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）发烟硝酸与98%的浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2）；接着再滴入1滴（约0.1ml）的已被加热至50℃的无水乙二胺，无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

（3）重复上述步骤（2）7至8次后，封装层表面开槽处被完全炸开，芯片上表面裸露及打线全部裸露。

实施例6

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）发烟硝酸与浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2）；接着再滴入1滴（约0.1ml）的已被加热至100℃的无水乙二胺，无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

实施例7

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）于上述步骤（1）形成的开槽内滴入1滴（约0.1ml）发烟硝酸与浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2）；接着再滴入1滴（约0.1ml）的已被加热至300℃的无水乙二胺，无水乙二胺与发烟硝酸发生爆炸反应而对封装层表面开槽处部分被炸开；用丙酮冲洗塑封器件；然后采用超声清洗该塑封器件，再用丙酮冲洗该塑封器件。

对比例1

一种塑封器件的开封方法，包括：

（2）在开槽中滴入发烟硝酸与浓硫酸构成的混合酸（混合酸中，浓硫酸与发烟硝酸之间的体积比为1/2），在170℃的温度下充分反应；接着用丙酮冲洗反应物。

（3）重复上述步骤（2）3或者4次后，芯片上表面裸露。

通过显微镜观察实施例1至7和对比例1的开封效果，实施例1至7的开封芯片的芯片均完整无损伤，打线也均完整且观察不到明显的损伤，且实施例4的打线完整性保持最好，无损伤；而对比例1的开封芯片的芯片破损，大部分打线被腐蚀掉，与芯片的连接被破坏，芯片表面有封装层材料残留。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请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描述不一定指的是相同的实施例或示例。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种塑封器件的开封方法，用于对塑封器件的封装层进行开封，其特征在于，包括：

于所述封装层表面形成开槽；

2.根据权利要求1所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述第一反应液和/或所述第二反应液包括对所述封装层进行腐蚀开封的腐蚀液。

3.根据权利要求1所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述于所述开槽内加入第一反应液与第二反应液，所述第一反应液与所述第二反应液发生化学反应以对所述封装层进行开封，包括：

于所述开槽内滴入第一反应液；

在滴入第一反应液后的所述开槽内滴入第二反应液。

4.根据权利要求3所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，

所述第一反应液包括无水乙二胺；

5.根据权利要求3所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，

所述第二反应液包括无水乙二胺。

6.根据权利要求3所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述在滴入第一反应液后的所述开槽内滴入第二反应液之前，还包括：

将滴入所述开槽内的第一反应液加热至第一预设温度。

7.根据权利要求3所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述在滴入第一反应液后的所述开槽内滴入第二反应液之前，还包括：

将所述第二反应液加热至第二预设温度。

8.根据权利要求5所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述于所述开槽内滴入第一反应液与第二反应液，所述第一反应液与所述第二反应液发生化学反应以对所述封装层进行开封之后，还包括：

清洗所述塑封器件。

9.根据权利要求8所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述清洗所述塑封器件包括：

采用清洗液冲洗所述塑封器件。

10.根据权利要求8或9所述的塑封器件的开封方法，其特征在于，所述清洗所述塑封器件包括：

采用超声清洗所述塑封器件。