一种电子器件背面开孔减薄装置及减薄方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子器件背面开孔减薄装置及减薄方法，属于单粒子试验样品预处理技术领域。
【背景技术】
[0002]单粒子试验是用加速器产生的高能粒子或脉冲激光照射器件芯片，进而检测器件在辐照下性能参数变化情况的一种试验。因为加速器或脉冲激光试验前，需要将单粒子试验样品打开封装，露出内部芯片，然后再电装到试验板上进行辐射试验。由于一般情况下裸露出的芯片正面都有多层金属覆盖，对于辐射试验造成影响，因此需要从背面开孔，从芯片背面进行辐射射线或脉冲激光入射。另外，电子器件芯片背面一般有几百微米厚，而重离子和激光都只有有限的穿透深度，单粒子敏感部分又在芯片正面，通常从背面入射的重离子和激光在未到达芯片正表面之前已经衰减，因此需要对器件背面进行无损减薄(通常要减薄到100微米以下)，并且要求减薄之后的器件背面光滑平整且一致性较好。本背面减薄技术，主要用于塑料封装的集成电路电子元器件。
[0003]目前经过大量的检索，常用的现有技术就是利用大量的化学试剂进行背面腐蚀，这种方法腐蚀精度难以控制，化学试剂具备强毒性，安全系数也低，同时成本较高，另外经过专利和文献的检索并没有发现具备本发明这种功能的相关的装置和结构。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:针对现有技术的不足，提供了一种电子器件背面开孔减薄装置及减薄方法，通过精准高度控制的机械磨抛去除电子器件的封装外壳，可以避免传统开孔工艺使用化学腐蚀会损伤器件芯片和引线的问题，同时利用高度传感器的探测，在芯片背面磨抛减薄的同时保持磨抛面的高度统一，解决了化学腐蚀各向同性所导致的难以准确腐蚀选定区域问题。
[0005]本发明的技术解决方案是:
[0006]—种电子器件背面开孔减薄装置，其特征在于包括:圆台固定夹具、升降载物台、纵向可伸缩旋转连杆、磨抛钻头、锁紧旋钮、传感器、传动皮带、电动马达、程控单元、数据传输线、连杆外壳和连杆弹簧；
[0007]圆台固定夹具具有直角卡槽，可以将芯片倒置放置在直角卡槽上，并通过可溶解粘合剂将芯片进行固定，圆台固定夹具固定于升降载物台的中间位置；
[0008]升降载物台能够进行四边上下调节、平台前后左右移动，实现载物台上器件的水平放置和精确步进移动；
[0009]纵向可伸缩旋转连杆可上下伸缩移动，纵向可伸缩旋转连杆的底端安装磨抛钻头和顶端安装传感器；
[0010]锁紧旋钮将磨抛钻头锁紧到纵向可伸缩旋转连杆的一端；
[0011]传感器，测量磨抛钻头与芯片接触时的接触点高度信息，并将其通过数据传输线传递给程控单元；
[0012]传动皮带的一端连接电动马达和另一端连接纵向可伸缩旋转连杆，进而带动磨抛钻头实现钻头的旋转磨抛功能；
[0013]程控单元接收传感器反馈的接触点高度信息，判断接触点是否位于同一水平面内，并控制调节升降载物台进行芯片高度调节；
[0014]连杆外壳位于纵向可伸缩旋转连杆的外端，连杆外壳上端内壁通过连杆弹簧与纵向可伸缩旋转连杆的上端相连，用于保证纵向可伸缩旋转连杆和磨抛钻头接触到芯片后保持一定的弹性。
[0015]磨抛钻头包括金属钻头、金刚石钻头。
[0016]一种基于塑封电子器件背面开孔减薄装置的减薄方法，包括步骤如下:
[0017](a)将需进行背面开孔或减薄的芯片用可溶解粘合剂固定在圆台固定夹具，保持芯片背面水平；
[0018](b)通过螺栓卡钮将带有芯片样品的圆台固定夹具固定在升降载物台的中间位置；
[0019](c)设定芯片背面需减薄或者开孔的窗口大小，通过纵向可伸缩旋钮连杆连接的磨抛钻头在芯片背面选取四个目标点，确定窗口大小；
[0020](d)高度传感器获取四个点的高度信息，并将高度信息传送给程控单元，程控单元判断四个目标接触点是否位于同一水平面内，并控制调节升降载物台进行芯片高度调节，使得芯片表面水平；
[0021](e)根据需要开孔或减薄的芯片材料，选择不同的磨抛钻头，以四个目标点位开窗区域的四个顶点设定开孔或减薄区域大小，进行磨抛；
[0022](f)在研磨的同时，通过高度传感器实时监控芯片表面高度，利用程控单元调节升降载物台。
[0023]本发明相对于现有技术的有益效果是:
[0024](I)本发明通过精准高度控制的机械磨抛去除电子器件的封装外壳，可以避免传统开孔工艺使用化学腐蚀会损伤器件芯片和引线的问题，确保了芯片开孔和减薄的准确性和可靠性，同时相对于化学试剂的强腐蚀性，本发明安全系数更高，成本更低，通用性更强。
[0025](2)本发明在开孔或者减薄的过程中，利用高度传感器的探测，在芯片背面磨抛减薄的同时保持磨抛面的高度统一，解决了化学腐蚀各向同性所导致的难以准确腐蚀选定区域问题，本发明提高了开孔或减薄的可靠性。
[0026](3)本发明根据开孔或者减薄材料的不同，选择不同的磨抛钻头和磨抛液，可以实现塑料、金属、陶瓷等不同材料封装外壳的去除，选择不同的钻头可以实现电子器件内部芯片背面的减薄，包括倒封装电子器件芯片背面和背面开孔的电子器件芯片背面，本发明通用性更强，易于实现。
[0027](4)本发明纵向可伸缩旋转连杆、磨抛钻头通过连杆弹簧与连杆外壳相连，保证了支撑的稳定性的同时，使得纵向可伸缩旋转连杆、磨抛钻头在磨抛时具有一定的弹性，在芯片表面遇到障碍时，能够进行及时的弹性调整，保证了开孔和减薄的稳定性以及保证了磨抛钻头的安全性，提高了可靠性和降低了成本。
【附图说明】
[0028]图1为本发明装置结构图；
[0029]图2为圆台固定夹具顶视示意图；
[0030]图3为圆台固定夹具底部侧视示意图；
[0031]图4为本发明电子器件背面开孔区域示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明的结构组成和工作过程作进一步解释和说明。
[0033]如图1所示，本发明一种电子器件背面开孔减薄装置包括:圆台固定夹具1、升降载物台2、纵向可伸缩旋转连杆3、磨抛钻头4、锁紧旋钮5、传感器6、传动皮带7、电动马达8、程控单元9、数据传输线10、连杆外壳15和连杆弹簧16 ;
[0034]圆台固定夹具I具有直角卡槽，可以将芯片倒置放置在直角卡槽上，并通过可溶解粘合剂将芯片进行固定，圆台固定夹具I固定于升降载物台2的中间位置；如图2、3所示，固定长边11为圆台固定夹具I固定长边