CN116013817B - 芯片封装破除装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及芯片开封技术领域，提供了一种芯片封装破除装置及方法。该芯片封装破除装置包括：芯片固定座，用于固定待破除封装的目标芯片；激光器，用于产生激光；激光移位控制器，用于对激光在目标芯片上的照射点进行移位控制，以使得照射点位于目标芯片的目标位置；可见光相机，用于获取目标芯片的可见光相机图像；红外相机，用于获取目标芯片的红外图像；总控制器，用于根据可见光相机图像获取目标芯片的位置，根据红外图像获取照射点的位置，并根据目标芯片的位置和照射点的位置生成第一控制信号，以使得激光移位控制器控制照射点在目标芯片的设定范围内受控移动，对设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除。

Description

芯片封装破除装置及方法

技术领域

本公开涉及芯片开封技术领域，尤其涉及一种芯片封装破除装置及方法。

背景技术

在进行芯片缺陷检查的过程中，经常需要对芯片封装进行破除。相关技术中，对芯片封装进行破除的方法以化学腐蚀和打磨等原始方法为主。

采用化学腐蚀方法进行芯片封装的破除时，对溶液配比的要求较高，操作难度较大，并且需要考虑芯片的内部结构，防止出现过腐蚀情况。

采用打磨方法进行芯片封装的破除时，若采用手工打磨，速度较慢。若采用电动工具打磨，则比较容易损坏芯片内部的集成电路，此外，同一颗芯片在打磨过程中要不停转换砂纸，大颗粒砂纸非常容易损坏内部集成电路，目数多的砂纸又打磨得非常缓慢。如何快速精确地对芯片封装进行破除是当前亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种芯片封装破除装置及方法，以解决现有技术中不能快速精确地对芯片封装进行破除的问题。

为实现上述目的，本公开采用的技术方案是：

一方面，本公开实施例提供一种芯片封装破除装置，该芯片封装破除装置包括：芯片固定座，用于固定待破除封装的目标芯片；激光器，用于产生激光；激光移位控制器，用于对激光在目标芯片上的照射点进行移位控制，以使得照射点位于目标芯片的目标位置；可见光相机，用于获取目标芯片的可见光相机图像；红外相机，用于获取目标芯片的红外图像；总控制器，用于根据可见光相机图像获取目标芯片的位置，根据红外图像获取照射点的位置，并根据目标芯片的位置和照射点的位置生成第一控制信号，以使得激光移位控制器控制照射点在目标芯片的设定范围内受控移动，对设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除。

在一个实施例中，激光移位控制器包括第一镜片和第二镜片，通过第一控制信号控制第一镜片和第二镜片的偏转方向，能够控制进入激光移位控制器的激光的出射方向。

在一个实施例中，总控制器还用于根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断激光当前烧蚀的烧蚀材料，并根据烧蚀材料生成第二控制信号，以控制激光器调整激光的功率。

在一个实施例中，可见光相机包括电荷耦合器件CCD相机。

在一个实施例中，芯片封装破除装置还包括光源，用于对芯片固定座进行照明，改变进入可见光相机的光线的亮度。

在一个实施例中，总控制器还用于根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断照射点是否为激光的焦点，并根据判断结果生成焦点调整信号，以对激光器的高度进行调整。

在一个实施例中，总控制器还包括通信模块，用于和上位机通信，将目标芯片的位置和照射点的位置上传到上位机，并接收上位机反馈的反馈控制信号，根据反馈控制信号生成第一控制信号。

在一个实施例中，总控制器还用于根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断激光当前烧蚀的烧蚀材料，并将照射点的温度和烧蚀材料上传到上位机，以使得上位机存储并在屏幕上显示温度和烧蚀材料。

在一个实施例中，芯片封装破除装置还包括支撑架，支撑架与芯片固定座连接，并与激光器、激光移位控制器、可见光相机、红外相机分别转动连接，用于分别调整激光器、激光移位控制器、可见光相机、红外相机的高度和水平位置。

另一方面，本公开实施例提供一种应用前述芯片封装破除装置的芯片封装破除方法，方法包括：根据可见光相机拍摄的可见光相机图像获取目标芯片的位置，其中，目标芯片位于芯片固定座上；根据红外相机拍摄的红外图像获取激光在目标芯片上的照射点的位置，其中，激光由激光器产生，并在激光移位控制器的移位控制下使得激光在目标芯片上的照射点位于目标芯片的目标位置；根据目标芯片的位置和照射点的位置生成第一控制信号，以使得激光移位控制器控制照射点在目标芯片的设定范围内受控移动，对设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除。

本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过使用激光移位控制器控制激光的照射方向，使用可见光相机获取目标芯片的可见光相机图像，使用红外相机获取激光的照射点位置，并根据可见光相机图像和照射点位置生成第一控制信号，以通过第一控制信号和激光移位控制器控制激光对目标芯片的设定范围进行烧蚀破除，可以较为精确快速地实现对芯片封装的破除。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它的附图。

图1是本公开实施例提供的一种芯片封装破除装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种芯片封装破除装置的各个组成部分的示意图；

图3是本公开实施例提供的一种耕地路径的芯片封装破除效果的示意图；

图4是本公开实施例提供的一种芯片封装破除效果的示意图；

图5是本公开实施例提供的芯片封装破除方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本公开所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

下面将结合附图详细说明根据本公开实施例的芯片封装破除装置及方法。

图1是本公开实施例提供的芯片封装破除装置的结构示意图；图2是本公开实施例提供的芯片封装破除装置的各个组成部分的示意图；下面结合图1和图2一起来描述本公开实施例提供的芯片封装破除装置。

如图1和图2所示，本公开实施例提供一种芯片封装破除装置，该芯片封装破除装置包括：

芯片固定座106，用于固定待破除封装的目标芯片105；激光器107，用于产生激光；激光移位控制器101，用于对激光在目标芯片上的照射点进行移位控制，以使得照射点位于目标芯片的目标位置；可见光相机102，用于获取目标芯片的可见光相机图像；红外相机103，用于获取目标芯片的红外图像；总控制器104，用于根据可见光相机图像获取目标芯片的位置，根据红外图像获取照射点的位置，并根据目标芯片的位置和照射点的位置生成第一控制信号，以使得激光移位控制器控制照射点在目标芯片的设定范围内受控移动，对设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除。

采用本公开实施例的技术方案，通过预先设定目标芯片的设定位置，使得激光的照射点在设定范围内的设定位置的移动，可以实现激光对芯片封装的设定范围的自动烧蚀，从而可以快速精确地对芯片封装进行破除。

具体地，激光器可以为高功率激光器。高功率激光器可以产生高功率激光束。

在本公开实施例中，激光移位控制器可以包括第一镜片和第二镜片，通过第一控制信号分别控制第一镜片和第二镜片的偏转方向，能够控制进入激光移位控制器的激光的激光传输路径，从而控制激光自激光移位控制器出射的出射方向。激光移位控制器内部可以设置两个镜片，用以通过控制两个镜片的角度来控制输出激光束的指向，从而控制激光在固定在芯片固定座上的目标芯片上的照射点即激光落点。

总控制器可以为独立的实体器件，也可以为集成在上位机或者芯片封装破除装置中除总控制器的任意其它器件中的模块。总控制器可以具有信息集成、坐标信息融合计算以及生成控制指令的功能，同时也可以具有向上位机发送数据并接收上位机的反馈数据的功能。

总控制器在获取目标芯片的位置和照射点的位置后，可以对目标芯片的位置和照射点的位置进行坐标信息融合计算，以得到移位反馈信息，并根据该移位反馈信息生成第一控制信号，控制激光的照射点保持在原位置或者控制激光的照射点根据设定的移动路径在目标芯片上移动。

激光的照射点保持在某位置一定时间，可以持续对该位置的芯片封装进行烧蚀，激光的照射点在目标芯片上移动后，可以对新位置的芯片封装进行烧蚀。在本公开实施例中，设定的移动路径以及按照设定的移动路径移动的时间由预先设定的程序确定，其中激光的照射点的移动的路径和移动的时间可以根据芯片的规格和材质通过修改预设的程序进行调整。

如图3所示，通过预设程序，可以使得目标芯片上的激光烧蚀路径呈现耕地路径。

在本公开实施例中，可见光相机包括CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机。优选地，该CCD具有电子调焦功能。激光照射到目标芯片的设定位置上以后开始烧蚀该设定位置上的芯片封装，CCD相机可以根据总控制器发送的照射点的位置自动调焦对准该照射点的位置，以实时识别烧蚀情况并反馈到总控制器。

在本公开实施例中，红外相机可以实时感知激光照射点的烧蚀温度，并将温度和红外图像一起反馈给总控制器。总控制器可以融合红外相机和CCD相机反馈的信息，进行信息感知并进行激光功率和照射点位置的调整。

在本公开实施例中，总控制器还可以用于根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断激光当前正在烧蚀的材料，并根据红外图像反馈生成第二控制信号，以控制激光器调整激光的功率。

具体地，芯片的封装材料和内部电路组成材料不同，具有不同的比热容，在相同功率的激光照射下，具有不同比热容的材料的温度上升曲率不同。根据该比热容与温度上升曲率的关联，总控制器可以根据激光功率和红外相机的反馈自动识别当前烧蚀材料，在不需要人为干预的情况下，根据红外图像反馈得到的当前正在烧蚀的材料生成调整激光功率的第二控制信号，以针对不同烧蚀材料采用不同的烧蚀温度。

在本公开实施例中，总控制器在CCD相机和红外相机的配合下通过向激光移位控制器发送第一控制信号，使得激光移位控制器控制激光在目标芯片上的照射点在目标芯片的设定范围内受控移动，对设定范围内的目标芯片结构进行动态烧蚀破除，直到如图4所示，目标芯片的封装的设定部分被全部烧蚀，芯片的内部电路结构完全暴露。

在本公开实施例中，总控制器还可以通过红外图像获取照射点的温度，根据温度判断照射点是否为激光的焦点，并根据判断结果生成焦点调整信号，以对激光器的高度进行调整。

具体地，在照射点为激光的焦点时，照射点的温度最高。调整激光器的高度，使用红外相机对未破除封装的芯片表面的已知材料进行拍摄，得到红外图像，总控制器可以根据该红外图像获得照射点温度，进而可以得到照射点温度最高的照射点的位置，此时，照射点为激光的焦点，记录此时的最高温度。在实际应用过程中，可以根据红外相机对芯片表面的已知材料进行拍摄得到的红外图像获取照射点的实时温度，并将该实时温度与记录的最高温度对比，以判断照射点是否为激光的焦点。进一步地，若该实时温度与最高温度的差值小于等于设定的阈值，则可以认为该照射激光落点是激光的焦点，不需要调整激光器的高度，若该实时温度与最高温度的差值大于设定的阈值，则判断照射激光落点不是激光的焦点，需要调整激光器的高度。

在本公开实施例中，芯片封装破除装置还可以包括支撑架，支撑架与芯片固定座连接，并与激光器、激光移位控制器、可见光相机、红外相机分别转动连接，用于分别调整激光器、激光移位控制器、可见光相机、红外相机的高度和水平位置。在激光器转动连接在支撑架上时，可以通过调整支撑架上固定激光器的连接件的高度调整激光器的高度。该固定激光器的连接件可以在电机的牵引下在竖直方向上移动，该电机可以与总控制器连接，根据总控制器生成的焦点调整信号，以对连接件的高度进行调整，从而对激光器的高度进行调整。

此外，还可以通过手动调整支撑架上的连接件的方式对激光器的高度进行调整，从而调整激光的照射点。

在本公开实施例中，芯片封装破除装置还可以包括光源，用于对芯片固定座进行照明，改变进入可见光相机的光线的亮度，从而使得可将光图像便于观察，以及便于对目标芯片位置的自动识别。该光源可以固定在上述支撑架上的适当位置，光源的照射范围以覆盖芯片固定座为宜。

在本公开实施例中，总控制器还可以包括通信模块，用于和上位机通信，将目标芯片的位置和照射点的位置上传到上位机，并接收上位机反馈的反馈控制信号，根据反馈控制信号生成第一控制信号。

具体地，总控制器可以依赖于上位机工作，也可以和上位机配合工作。在总控制器依赖于上位机工作时，总控制器将目标芯片的位置和照射点的位置上传到上位机，并接收上位机反馈的反馈控制信号，根据反馈控制信号生成第一控制信号。

在总控制器和上位机配合工作时，上位机可以用于存储总控制器工作过程中收集以及生成的数据，还可以实时显示总控制器工作过程中收集以及生成的数据。

在总控制器依赖于上位机工作或者总控制器和上位机配合工作时，总控制器还可以根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断激光当前烧蚀的烧蚀材料，并将照射点的温度和烧蚀材料上传到上位机，以使得上位机存储并在屏幕上显示温度和烧蚀材料。通过上位机显示照射点的温度和烧蚀材料，可以便于工作人员观察芯片封装破除过程中的芯片封装的烧蚀状态。

根据本公开实施例提供的芯片封装破除装置，通过使用激光移位控制器控制激光的照射方向，使用可见光相机获取目标芯片的可见光相机图像，使用红外相机获取激光的照射点位置，并根据可见光相机图像和照射点位置生成第一控制信号，以通过第一控制信号和激光移位控制器控制激光对目标芯片的设定范围进行烧蚀破除，可以较为精确快速地实现对芯片封装的破除。

如图5所示，本公开实施例提供一种芯片封装破除方法，用于应用上述技术方案中的芯片封装破除装置进行芯片封装破除。具体地，该芯片封装破除方法包括：

步骤S501，根据可见光相机拍摄的可见光相机图像获取目标芯片的位置，其中，目标芯片位于芯片固定座上。

步骤S502，根据红外相机拍摄的红外图像获取激光在目标芯片上的照射点的位置，其中，激光由激光器产生，并在激光移位控制器的移位控制下使得激光在目标芯片上的照射点位于目标芯片的目标位置。

步骤S503，根据目标芯片的位置和照射点的位置生成第一控制信号，以使得激光移位控制器控制照射点在目标芯片的设定范围内受控移动，对设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除。

采用本公开实施例的技术方案，通过预先设定目标芯片的设定位置，使得激光的照射点在设定范围内的设定位置的移动，可以实现激光对芯片封装的设定范围的自动烧蚀，从而可以快速精确地对芯片封装进行破除。

具体地，激光器可以为高功率激光器。高功率激光器可以产生高功率激光束。

在本公开实施例中，激光移位控制器可以包括第一镜片和第二镜片，通过第一控制信号分别控制第一镜片和第二镜片的偏转方向，能够控制进入激光移位控制器的激光的激光传输路径，从而控制激光自激光移位控制器出射的出射方向，进而控制激光在固定在芯片固定座上的目标芯片上的照射点即激光落点。

在步骤S503中，在获取目标芯片的位置和照射点的位置后，可以对目标芯片的位置和照射点的位置进行坐标信息融合计算，以得到移位反馈信息，并根据该移位反馈信息生成第一控制信号，控制激光的照射点保持在原位置或者控制激光的照射点根据设定的移动路径在目标芯片上移动。

激光的照射点保持在某位置一定时间，可以持续对该位置的芯片封装进行烧蚀，激光的照射点在目标芯片上移动后，可以对新位置的芯片封装进行烧蚀。在本公开实施例中，设定的移动路径以及按照设定的移动路径移动的时间由预先设定的程序确定，其中激光的照射点的移动的路径和移动的时间可以根据芯片的规格和材质通过修改预设的程序进行调整。

在本公开实施例中，可见光相机包括CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机。优选地，该CCD具有电子调焦功能。激光照射到目标芯片的设定位置上以后开始烧蚀该设定位置上的芯片封装，CCD相机可以根据总控制器发送的照射点的位置自动调焦对准该照射点的位置，以实时识别烧蚀情况并反馈到总控制器。

在本公开实施例中，总控制器可以根据红外相机采集的红外图像实时感知激光照射点的烧蚀温度，再结合根据可见光相机图像实时得到的照射点的烧蚀情况，可以判断该照射点是否为设定的照射点位置。在步骤S503中，可以融合红外相机和CCD相机反馈的信息，进行信息感知并进行激光功率和照射点位置的调整。

在本公开实施例中，在步骤S503中，还可以根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断激光当前烧蚀的烧蚀材料，并根据烧蚀材料生成第二控制信号，以控制激光器调整激光的功率。

具体地，根据该比热容与温度上升曲率的关联，在步骤S503中，可以根据激光功率和红外相机的反馈自动识别当前烧蚀材料，在不需要人为干预的情况下，根据当前烧蚀材料生成调整激光功率的第二控制信号，以针对不同烧蚀材料采用不同的烧蚀温度。

在本公开实施例中，在步骤S503中，还可以根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断照射点是否为激光的焦点，并根据判断结果生成焦点调整信号，以对激光器的高度进行调整。

在本公开实施例中，芯片封装破除装置还可以包括支撑架，支撑架与芯片固定座连接，并与激光器、激光移位控制器、可见光相机、红外相机分别转动连接，用于分别调整激光器、激光移位控制器、可见光相机、红外相机的高度和水平位置。在激光器转动连接在支撑架上时，可以通过调整支撑架上固定激光器的连接件的高度调整激光器的高度。该固定激光器的连接件可以在电机的牵引下在竖直方向移动，该电机可以根据步骤S503中生成的焦点调整信号，以对连接件的高度进行调整，从而对激光器的高度进行调整。

在本公开实施例中，芯片封装破除装置还可以包括光源，用于对芯片固定座进行照明，改变进入可见光相机的光线的亮度，从而使得可见光相机图像便于观察，以及便于对目标芯片位置的自动识别。该光源可以固定在上述支撑架上的适当位置，光源的照射范围以覆盖芯片固定座为宜。

在步骤S503中，可以根据可见光相机图像的亮度和识别难度针对光源生成亮度调整信号，该光源的亮度可以根据步骤S503的亮度调整信号进行调整。例如，在可见光相机图像识别较为困难时，可以提高该光源的亮度。

在本公开实施例中，在步骤S503中，可以将目标芯片的位置和照射点的位置上传到上位机，并接收上位机反馈的反馈控制信号，根据反馈控制信号生成第一控制信号。

在本公开实施例中，在步骤S503中，还可以根据红外图像获取照射点的温度、根据温度判断激光当前烧蚀的烧蚀材料，并将照射点的温度和烧蚀材料上传到上位机，以使得上位机存储并在屏幕上显示温度和烧蚀材料。通过上位机显示照射点的温度和烧蚀材料，可以便于工作人员观察芯片封装破除过程中的芯片封装的烧蚀状态。

根据本公开实施例提供的芯片封装破除方法，通过使用激光移位控制器控制激光的照射方向，使用可见光相机获取目标芯片的可见光相机图像，使用红外相机获取激光的照射点位置，并根据可见光相机图像和照射点位置生成第一控制信号，以通过第一控制信号和激光移位控制器控制激光对目标芯片的设定范围进行烧蚀破除，可以较为精确快速地实现对芯片封装的破除。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种芯片封装破除装置，其特征在于，所述芯片封装破除装置包括：

芯片固定座，用于固定待破除封装的目标芯片；

激光器，用于产生激光；

激光移位控制器，用于对所述激光在所述目标芯片上的照射点进行移位控制，以使得所述照射点位于所述目标芯片的目标位置；

可见光相机，用于获取所述目标芯片的可见光相机图像；

红外相机，用于获取所述目标芯片的红外图像；

总控制器，用于根据所述可见光相机图像获取所述目标芯片的位置，根据所述红外图像获取所述照射点的位置，并根据所述目标芯片的位置和所述照射点的位置生成第一控制信号，以使得所述激光移位控制器控制所述照射点在所述目标芯片的设定范围内受控移动，对所述设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除，直到所述目标芯片的封装的设定部分被全部烧蚀，所述目标芯片的内部电路结构完全暴露；

所述总控制器还用于根据所述红外图像获取所述照射点的温度、根据所述激光的功率和所述温度判断所述激光当前烧蚀的烧蚀材料，并根据所述烧蚀材料生成第二控制信号，以控制所述激光器调整所述激光的功率，以针对不同烧蚀材料采用不同的烧蚀温度。

2.根据权利要求1所述的芯片封装破除装置，其特征在于，所述激光移位控制器包括第一镜片和第二镜片，通过第一控制信号控制所述第一镜片和所述第二镜片的偏转方向，能够控制进入所述激光移位控制器的所述激光的出射方向。

3.根据权利要求1所述的芯片封装破除装置，其特征在于，所述可见光相机包括电荷耦合器件CCD相机。

4.根据权利要求1所述的芯片封装破除装置，其特征在于，所述芯片封装破除装置还包括光源，用于对所述芯片固定座进行照明，改变进入所述可见光相机的光线的亮度。

5.根据权利要求1所述的芯片封装破除装置，其特征在于，所述总控制器还用于根据所述红外图像获取所述照射点的温度、根据所述温度判断所述照射点是否为所述激光的焦点，并根据判断结果生成焦点调整信号，以对激光器的高度进行调整。

6.根据权利要求1所述的芯片封装破除装置，其特征在于，所述总控制器还包括通信模块，用于和上位机通信，将所述目标芯片的位置和所述照射点的位置上传到所述上位机，并接收所述上位机反馈的反馈控制信号，根据所述反馈控制信号生成第一控制信号。

7.根据权利要求6所述的芯片封装破除装置，其特征在于，所述总控制器还用于根据所述红外图像获取所述照射点的温度、根据所述温度判断所述激光当前烧蚀的烧蚀材料，并将所述照射点的温度和所述烧蚀材料上传到所述上位机，以使得所述上位机存储并在屏幕上显示所述温度和所述烧蚀材料。

8.根据权利要求1所述的芯片封装破除装置，其特征在于，芯片封装破除装置还包括支撑架，所述支撑架与所述芯片固定座连接，并与所述激光器、所述激光移位控制器、所述可见光相机、所述红外相机分别转动连接，用于分别调整所述激光器、所述激光移位控制器、所述可见光相机、所述红外相机的高度和水平位置。

9.一种应用权利要求1至8任一项所述的芯片封装破除装置的芯片封装破除方法，其特征在于，所述方法包括：

根据可见光相机拍摄的可见光相机图像获取目标芯片的位置，其中，所述目标芯片位于芯片固定座上；

根据红外相机拍摄的红外图像获取激光在所述目标芯片上的照射点的位置，其中，所述激光由激光器产生，并在激光移位控制器的移位控制下使得所述激光在所述目标芯片上的照射点位于所述目标芯片的目标位置；

根据所述目标芯片的位置和所述照射点的位置生成第一控制信号，以使得所述激光移位控制器控制所述照射点在所述目标芯片的设定范围内受控移动，对所述设定范围内的目标芯片结构进行烧蚀破除。