芯片开封系统和芯片开封方法与流程

1.本发明涉及芯片湿法开封技术领域，特别涉及一种芯片开封系统和芯片开封方法。


背景技术：

2.目前，电子元器件企业为了提高塑封ic产品的可靠性，需要对塑封ic产品进行开封，找出失效点，进而提出改进措施。企业多采用手动开封技术对塑封ic产品进行开封处理，但是手动开封常常会用到浓硫酸、发烟硝酸等危害物质，常规的手动操法需要重复的取酸、滴酸，如果操作不慎容易导致实验人员的健康受到损害。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种芯片开封系统和芯片开封方法，旨在提高芯片开封过程的安全性。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种芯片开封系统，包括：
5.供液装置，所述供液装置用于混合和供给混合酸液；
6.滴注装置，所述滴注装置包括装载台和滴注头，所述装载台位于所述滴注头下方用于承载待开封芯片，所述滴注头与所述供液装置连通，并朝向所述装载台设置；以及
7.加热装置，所述加热装置设于所述供液装置与所述滴注头之间，用于为流向所述滴注头的混合酸液加热。
8.在本技术芯片开封系统的一实施例中，所述滴注装置还包括反应仓，所述装载台设于所述反应仓内，所述滴注头穿设于所述反应仓的顶部以朝向所述装载台设置。
9.在本技术芯片开封系统的一实施例中，所述滴注装置还包括储液仓，所述储液仓设于所述反应仓的顶部，且分别与所述供液装置和所述滴注头连通，所述加热装置与所述储液仓连接，用于对所述储液仓内的混合酸液进行加热。
10.在本技术芯片开封系统的一实施例中，所述储液仓的容积为50ml～1000ml；
11.和/或，所述滴注装置还包括真空产生器，所述真空产生器与所述反应仓连通；
12.和/或，所述芯片开封系统还包括调压阀，所述调压阀与所述储液仓连通，所述调压阀开启时外界气体可进出所述储液仓以调节所述储液仓内部压强。
13.在本技术芯片开封系统的一实施例中，所述加热装置环绕所述储液仓设置。
14.在本技术芯片开封系统的一实施例中，所述加热装置包括：
15.容器，所述容器沿所述储液仓的周向环绕设置，并与所述储液仓接触；和
16.加热器，所述加热器与所述容器连接，用于为所述容器内的导热介质加热。
17.在本技术芯片开封系统的一实施例中，所述装载台可平移设置；
18.和/或，所述滴注装置还包括加热件，所述加热件与所述装载台连接，用于为所述装载台上的待开封芯片加热；
19.和/或，所述滴注装置还包括支撑柱，所述装载台承载于所述支撑柱上方；
20.和/或，所述供液装置包括混合仓和第一控制阀，所述混合仓内形成有混合腔，所述混合仓开设有连通所述混合腔的出液口，所述出液口与所述滴注头连通，所述第一控制阀设于所述出液口，以控制所述出液口的开闭；
21.和/或，所述芯片开封系统还包括第二控制阀，所述第二控制阀设于所述供液装置和所述滴注头之间的连通管路上，以控制所述连通管路的通断；
22.和/或，定义所述滴注头的直径为d，满足0.1μm≤d≤100μm。
23.本技术还提出一种芯片开封方法，通过前述任意一项中的芯片开封系统实现，所述芯片开封方法包括：
24.将待开封芯片置于装载台上；
25.加热混合酸液至预设温度；
26.将所述混合酸液滴注在所述待开封芯片上。
27.在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述将混合酸液滴注在所述待开封芯片的步骤之前，还包括：
28.加热所述装载台直至所述待开封芯片的温度与混合酸液相当；
29.和/或，调节滴注所述混合酸液的滴注速度。
30.在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述混合酸液包括硝酸和硫酸，且所述硝酸和所述硫酸的体积比为(2～10):1；
31.和/或，所述加热混合酸液至预设温度的步骤中，所述混合酸液的温度加热至50℃～400℃。
32.本发明的技术方案，使用芯片开封系统进行芯片开封处理，通过供液装置向滴注头供给混合酸液，以滴注在装载台上的待开封芯片上；同时通过加热装置在混合酸液滴注之前对混合酸液进行加热，可以提高芯片开封效率；如此设置，整个芯片开封过程无需人工参与，避免实验人员与混合酸液接触，提高芯片开封过程的安全性。
附图说明
33.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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本发明芯片开封系统一实施例的结构图；
35.图2为本发明芯片开封方法第一实施例的流程图；
36.图3为本发明芯片开封方法第二实施例的流程图；
37.图4为本发明芯片开封方法第三实施例的流程图。
38.附图标号说明：
39.标号名称标号名称100芯片开封系统24储液仓10供液装置25真空产生器11混合仓26调压阀12第一控制阀27支撑柱
20滴注装置30加热装置21装载台31容器22滴注头32加热器23反应仓40第二控制阀231支脚50导热介质
40.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
41.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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
42.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
44.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
45.本发明提出一种芯片开封系统100和芯片开封方法，可以提高芯片开封过程的安全性。
46.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一实施例中，所述芯片开封系统100包括：
47.供液装置10，所述供液装置10用于混合和供给混合酸液；
48.滴注装置20，所述滴注装置20包括装载台21和滴注头22，所述装载台21位于所述滴注头22下方用于承载待开封芯片，所述滴注头22与所述供液装置10连通，并朝向所述装载台21设置；以及
49.加热装置30，所述加热装置30设于所述供液装置10与所述滴注头22之间，用于为流向所述滴注头22的混合酸液加热。
50.具体地，本技术提出的芯片开封系统100主要采用湿法开封技术，即是利用混合酸液腐蚀芯片封装外壳，以使芯片的线路层显露便于实验人员观察。其中，芯片开封系统100包括用于混合、存储以及供给混合酸液的供液装置10，供液装置10的出液口与滴注装置20
的滴注头22连通，以向滴注头22供给混合酸液，其中混合酸液多为浓硫酸和浓硝酸的混合液；滴注装置20包括与供液装置10连通的滴注头22和用于装载待开封芯片的装载台21，装载台21设于滴注头22下方，以使滴注头22涌出的混合酸液可以准确的滴注在装载台21上的待开封芯片上。进一步地，芯片开封系统100还包括用于为混合酸液加热的加热装置30，加热装置30设于滴注头22和供液装置10之间，如此设置，可以在滴注头22滴注混合酸液之前先将混合酸液加热至芯片开封温度，以此提高芯片开封效率。
51.其中，加热装置30可以是电阻丝、电磁加热装置、水浴(油浴)加热装置或两种或两种以上加热装置30的组合，在此不做限定。
52.因此，可以理解的，本发明的技术方案，使用芯片开封系统100进行芯片开封处理，通过供液装置10向滴注头22供给混合酸液，以滴注在装载台21上的待开封芯片上；同时通过加热装置30在混合酸液滴注之前对混合酸液进行加热，可以提高芯片开封效率；如此设置，整个芯片开封过程无需人工参与，避免实验人员与混合酸液接触，提高实验安全性。
53.需要说明的是，由于混合酸液多采用强腐蚀性的浓硫酸、浓硝酸或者混合酸液等，因此芯片开封系统100中与酸液接触的结构，例如供液装置10、连通管路、装载台21、滴注头22等均需采用防酸处理或采用耐腐蚀性较好的材质例如玻璃等，避免供液装置10和滴注装置20上的零部件受到腐蚀而损坏出现酸液泄露的问题，保障芯片开封系统100的使用寿命和实验过程的安全性。
54.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述滴注装置20还包括反应仓23，所述装载台21设于所述反应仓23内，所述滴注头22穿设于所述反应仓23的顶部以朝向所述装载台21设置。
55.本实施例中，滴注装置20还包括反应仓23，反应仓23的设置，提供了安装基础和反应基础，使得腐蚀开封反应完全在反应仓23内完成，避免混合酸液在滴注过程中向外飞溅，影响开封过程中的安全性。常见的，反应仓23的底部设置有支脚231，以提高反应仓23的安装基础，便于实验人员操作芯片开封系统100以及取放芯片等。
56.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述滴注装置20还包括储液仓24，所述储液仓24分别与所述供液装置10和所述滴注头22连通，所述加热装置30与所述储液仓24连接。
57.本实施例中，滴注装置20中还包括用于承接混合酸液的储液仓24，此时，加热装置30为储液仓24中的混合酸液加热，以使混合酸液达到芯片开封温度再由滴注头22滴注至芯片上。储液仓24的设置，使得加热装置30具有充足的时间为混合酸液加热，确保混合酸液的温度达到芯片开封温度，保证芯片开封效率。
58.在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述储液仓24的容积为50ml～1000ml。
59.本实施例中，储液仓24的容积为50ml～1000ml，此时，加热装置30可以在较短的时间内使得储液仓24中的混合酸液加热至芯片开封温度，同时，储液仓24中的混合酸液容量合适，均可在预设时间内滴注至反应仓23内用于开封芯片，避免储液仓24内混合酸液过多导致部分混合酸液长时间加热而变质，影响芯片开封。
60.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述滴注装置20还包括真空产生器25，所述真空产生器25与所述反应仓23连通；
61.和/或，所述芯片开封系统100还包括调压阀26，所述调压阀26与所述储液仓24连通，所述调压阀26开启时外界气体可进出所述储液仓24以调节所述储液仓24内部压强。
62.可以理解的，储液仓24通过滴注头22与反应仓23连通，反应仓23和储液仓24内的大气压强便会影响混合酸液的滴注速度。本实施例中，滴注装置20还包括真空产生器25，真空产生器25与反应仓23连通，此时，当真空产生器25开启对反应仓23抽真空时，反应仓23内的大气压强下降小于储液仓24内的大气压强，此时，混合酸液便会加快滴注至反应仓23内，反应仓23内的真空程度越大，混合酸液的滴注速度越快，此时，便可以通过真空产生器25控制混合酸液的滴注速度。
63.同样的，在一些实施例中，滴注装置20还包括调压阀26，调压阀26与储液仓24连通，调压阀26开启时，外界空气可以进出储液仓24内调节储液仓24的大气压强，以破坏储液仓24与供液装置10之间以及储液仓24与反应仓23之间的大气平衡，引导混合酸液从供液装置10进入储液仓24内再滴注至反应仓23中，此时，便可通过调压阀26的开启程度控制混合酸液的滴注速度。
64.在一些实施例中，调压阀26与储液仓24之间的气路还设置有控制阀，控制阀可以控制气路的通断，控制阀关闭时，可以对储液仓24起保压作用，避免混合酸液从滴注头22流出，保证芯片开封系统100闲置时的安全性；当需要滴注混合酸液时，开启控制阀并通过调压阀26调整滴注速度即可。
65.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述加热装置30环绕所述储液仓24设置。
66.本实施例中，加热装置30环绕储液仓24设置，如此设置，可以确保在对储液仓24加热时储液仓24各个位置温度提升均匀，避免储液仓24内的混合酸液温度不均影响芯片开封效果。
67.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述加热装置30包括：
68.容器31，所述容器31沿所述储液仓24的周向环绕设置，并与所述储液仓24接触；和
69.加热器32，所述加热器32与所述容器31连接，用于为所述容器31内的导热介质50加热。
70.本实施例中，加热装置30包括容器31和加热器32，容器31用于存储导热介质50，可以是油、水等液态介质，也可以是固体加热块，加热器32对容器31加热使得容器31内的导热介质50均匀升温继而再对储液仓24加热，使得储液仓24中的混合酸液达到芯片开封温度，这种通过导热介质50间接加热的方式，同时使得容器31环绕储液仓24设置，可以确保储液仓24各个位置热量提升均匀，避免出现储液仓24内的混合酸液温度不均的问题。
71.在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述装载台21可平移设置。
72.本实施例中，使得装载台21可平移设置，可以使得装载台21在一个方向上往复平移，也可以是在不同方向上进行平移，如此设置，便可以调整芯片滴注位置，以避免在对单一芯片解封时混合酸液对同一位置滴注导致该位置的封装外壳被腐蚀后其他位置的封装外壳还残留，也可以是在装载台21上放置多个待开封芯片，通过平移装载台21使不同的待开封芯片对准滴注头22进行开封处理，无需反复更换芯片，提高批量开封效率。
73.需要说明的是，本实施例中，装载台21的平移，可以是人为平移，也可以是通过机械结构自动驱使平移，机械结构平移可以采用双轴平移机构，且可以根据每个芯片的开封
时间，设置装载台21的平移时间和平移距离，实现自动化，提高自动化程度。
74.在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述滴注装置20还包括加热件，所述加热件与所述装载台21连接，用于为所述装载台21上的待开封芯片加热。
75.本实施例中，滴注装置20还包括与装载台21连接的加热件，如此设置，在芯片开封过程中，也可对芯片进行加热，使得芯片达到开封温度，与滴注至芯片的混合酸液温度一致，以避免芯片处于较低的温度导致混合酸液的温度下降在滴注初期无法达到开封温度，影响开封效率。
76.进一步地，在一些实施例中，加热件为加热板，加热板可以设于装载台21内部或者装载台21背侧，与装载台21的装载面对应设置，以使得加热件对装载台21的各个位置均匀加热，当装载台21设置有多个芯片时，确保各个芯片均被加热至开封温度。
77.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述滴注装置20还包括支撑柱27，所述装载台21承载于所述支撑柱27上方。
78.本实施例中，通过支撑柱27的设置，使得装载台21相较于支撑面悬空设置，避免装载台21浸泡在沉积于支撑面上的混合酸液中，导致装载台21长期浸泡在混合酸液中而被侵蚀。
79.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述供液装置10包括：
80.混合仓11，所述混合仓11内形成有混合腔，所述混合仓11开设有连通所述混合腔的出液口，所述出液口与所述滴注头22连通；和
81.第一控制阀12，所述第一控制阀12设于所述出液口，以控制所述出液口的开闭。
82.本实施例中，供液装置10包括混合仓11和第一控制阀12，混合仓11内形成有用于装载混合酸液的混合腔，此时，可以使得预设比例的硫酸和硝酸直接在混合仓11内混合均匀，使用方便；第一控制阀12设置在混合仓11的出液口处，用于控制出液口的开闭，在无需供液时关闭第一控制阀12，结构简单操作方便，便于供液装置10整体的搬运。
83.进一步的，出液口开设于混合仓11的底部，且混合腔的腔壁自上而下逐渐靠拢，如此设置，可以确保混合腔内的混合酸液可以完全流出，避免残留在混合仓11内。
84.请参照图1，在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，所述芯片开封系统100还包括第二控制阀40，所述第二控制阀40设于所述供液装置10和所述滴注头22之间的连通管路上，以控制所述连通管路的通断。
85.本实施例中，在供液装置10和滴注头22之间的连通管路上设置第二控制阀40，可以用于控制供液装置10与滴注头22之间的导通状态，在无需供液时关闭第二控制阀40，避免混合酸液流入滴注装置20中，提高使用安全性。
86.在本技术芯片开封系统100的一些实施例中，定义所述滴注头22的直径为d，满足0.1μm≤d≤100μm。
87.本实施例中，使得滴注头22的直径满足0.1μm≤d≤100μm，此时，用户可以根据实际需求设置或者更换不同直径大小的滴注头22，例如，可以根据芯片尺寸大小选择对应尺寸的滴注头22，避免滴注头22过大远大于芯片尺寸时造成混合酸液的浪费，滴注头22过小时又会导致开封效率低；或者，用户也可以通过选用不同尺寸的滴注头22调节滴注速度，以有效利用混合酸液且保持适当的开封效率。
88.请参照图2，基于上述硬件构架，本技术还提出一种芯片开封方法，通过前述任意
实施例中的芯片开封系统100实现，所述芯片开封方法包括：
89.步骤s10，将待开封芯片置于装载台21上；
90.步骤s20，加热混合酸液至预设温度；
91.步骤s30，将所述混合酸液滴注在所述待开封芯片上。
92.本实施例中，采用芯片开封系统100对芯片进行湿法开封，具体的，将待开封芯片放置于滴注装置20的装载台21上，同时供液装置10为滴注装置20供给混合酸液，加热装置30在混合酸液从滴注头22流出之前对混合酸液进行加热处理，以使混合酸液的温度达到芯片开封温度，继而再将混合酸液滴注至待开封芯片上，使得待开封芯片的塑料封盖腐蚀露出线路层，完成芯片的开封，其中，待开封芯片可以是但不限于plcc、qfp、qfn或lcc等；可以理解的，在一些实施例中，采用混合酸液腐蚀芯片的塑料封盖之后，芯片上会有混合酸液残留，为了提高后续检测安全性，可以在芯片开封完成之后对芯片进行清洗，将芯片放入丙酮或无水乙醇中进行清洗，也可以使用超声波清洗仪辅助清洗，防止混合酸液残留对人员造成伤害。
93.请参照图3，在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述将混合酸液滴注在所述待开封芯片的步骤之前，还包括：
94.步骤s25，加热所述装载台21直至所述待开封芯片的温度与混合酸液相当。
95.本实施例中，在将混合酸液滴注在待开封芯片之前，同时对待开封芯片进行加热，使得待开封芯片达到开封温度，与滴注至待开封芯片的混合酸液温度一致，以避免待开封芯片处于较低的温度导致混合酸液的温度下降在滴注初期无法达到开封温度，影响开封效率。
96.请参照图4，在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述将混合酸液滴注在所述待开封芯片的步骤之前还包括：
97.步骤s28，调节滴注所述混合酸液的滴注速度。
98.本实施例中，在件混合酸液滴注在待开封芯片之前，调节混合酸液的滴注速度，以使混合酸液匀速地滴注至待开封芯片上对待开封芯片进行腐蚀，合适的滴注速度，可以使得每一次滴注的混合酸液有效的腐蚀待开封芯片，在酸性下降时又有下一次滴注的混合酸液对待开封芯片进行腐蚀，以保证对混合酸液的有效利用，且保持较高的腐蚀效率和开封效率。
99.在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述调节滴注所述混合酸液的滴注速度的步骤包括：
100.步骤s281，开启真空产生器25和/或调压阀26，以调节所述混合酸液的滴注速度。
101.本实施例中，滴注装置20中设置有与反应仓23连通的真空产生器25，和/或，设置有与储液仓24连通的调压阀26，调压阀26在开启时外界气体可进入所述储液仓24中。可以理解的，储液仓24通过滴注头22与反应仓23连通，反应仓23和储液仓24内的大气压强便会影响混合酸液的滴注速度。本实施例中，滴注装置20还包括真空产生器25，真空产生器25与反应仓23连通，此时，当真空产生器25开启对反应仓23抽真空时，反应仓23内的大气压强下降小于储液仓24内的大气压强，此时，混合酸液便会加快滴注至反应仓23内，反应仓23内的真空程度越大，混合酸液的滴注速度越快，此时，便可以通过真空产生器25控制混合酸液的滴注速度。同样的，在一些实施例中，滴注装置20还包括调压阀26，调压阀26与储液仓24连
通，调压阀26开启时，外界空气会流入储液仓24内增大储液仓24的大气压强，从而加快混合酸液的滴注，此时，也可通过调压阀26控制混合酸液的滴注速度。
102.在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述混合酸液包括硝酸和硫酸，且所述硝酸和所述硫酸的体积比为(2～10):1。
103.本实施例中，混合酸液中包括硝酸和硫酸，混合体积比大致为(2～10):1，可以根据不同芯片的材质调整体积配比，优选的，硝酸采用浓硝酸，即物质的量浓度大致为8mol/l以上的硝酸溶液，硫酸采用浓硫酸，即质量分数大于或等于70％的硫酸水溶液，浓硝酸和浓硫酸制成的混酸腐蚀性强，开封速率高。
104.在本技术芯片开封方法的一实施例中，所述加热混合酸液至预设温度的步骤中，所述混合酸液的温度加热至50℃～400℃。
105.本实施例中，使得混合酸液的温度在50℃～400℃之间，可以根据不同的芯片类型加热至对应温度，以提高芯片开封效率，加快芯片的开封。
106.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。