塑封器件的开封方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子元器件开封技术领域，具体涉及一种塑封器件的开封方法。
【背景技术】
[0002]半导体器件失效分析中需要将器件进行开封，暴露出内部芯片或元件，以便进行后续分析。但是，随着封装技术和水平的发展，电子元器件的封装方法及工艺都有了革命性的进展，出现了多层和混合封装的塑封器件。现有的酸开封方法对于内部只有一个芯片的塑封半导体器件普适性较好，但由于酸开封的方向性和可控性较差，对于内部有多个芯片或元件的塑封器件和多层结构的塑封器件开封，无法精确控制多点、逐层的开封顺序，导致成功率较低，有的甚至难以开封。
[0003]图1为内部由多种类型元器件混合封装(如塑封混合集成电路)而成的塑封器件的结构图，各个元器件的大小、深度和对腐蚀液的耐受程度各不相同。采用常规方法开封只能对中间有限区域进行酸腐蚀，通常周围区域未完全暴露，而中间区域已经过腐蚀，且采用单一腐蚀液，容易造成耐受度低的元件(如电感、电阻等)最先发生过腐蚀，如图2所示。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种塑封器件的开封方法，以提高开封的成功率。
[0005]基于上述目的，本发明提供的塑封器件的开封方法包括以下步骤:
[0006]先对塑封器件内部各个元件和芯片的位置和深度进行定位，得到器件内部各个元件和芯片的大小、位置以及深度信息；
[0007]根据所述信息，采用激光烧蚀的方法对所述塑封器件进行开封，以去除塑封器件表面的包封材料，使芯片区域刚刚暴露出内引线键合丝，阻容附近刚刚暴露出锡铅焊点，电感附近刚刚暴露出电感；
[0008]采用铝箔对烧蚀后的塑封器件进行掩膜处理，使不需要腐蚀的区域被铝箔掩膜，再采用腐蚀剂对掩膜后的塑封器件进行局部腐蚀。
[0009]作为本发明的一个实施例，采用激光烧蚀的方法对所述塑封器件进行开封后，使各个元件和芯片表面仅残留一层厚度为0.4?0.6mm的包封材料。
[0010]作为本发明的一个实施例，所述腐蚀剂选自发烟硝酸或者由发烟硝酸与浓硫酸组成的混合酸，腐蚀温度为60?95°C，腐蚀时间约为30?100秒。
[0011]作为本发明的一个较佳实施例，所述局部腐蚀步骤包括:
[0012]对于芯片区域的腐蚀，采用温度为80?90°C、质量浓度为88?95%的发烟硝酸进行腐蚀，腐蚀时间为40?60秒，使芯片表面的铝层钝化；
[0013]对于电感区域的腐蚀，采用温度为60?80°C的混合酸进行腐蚀，腐蚀时间为70?90秒，所述混合酸由质量浓度为88?95 %的发烟硝酸与质量浓度为80?98 %的浓硫酸按照体积比1:0.5?1.5组成；
[0014]对于阻容区域的腐蚀，采用温度为80?90°C的混合酸进行腐蚀，腐蚀时间为50?70秒，所述混合酸由质量浓度为88?95 %的发烟硝酸与质量浓度为80?98 %的浓硫酸按照体积比I?3:1组成。
[0015]作为本发明的一个实施例，采用X射线检查或超声扫描检查的方法对所述塑封器件内部的各个元件和芯片的位置和深度进行定位。
[0016]作为本发明的一个实施例，采用波长为630?670nm的红激光调整为能量为30 %、Q值为40、频率为60MHz，扫描3?5次，并在扫描过程中采用视频摄像头装置实时监视烧蚀情况。
[0017]作为本发明的一个较佳实施例，所述方法还包括:采用腐蚀剂腐蚀结束后，去除所述用于掩膜塑封器件的铝箔。
[0018]作为本发明的一个优选实施例，所述方法还包括:去除所述铝箔后，采用丙酮清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为0.5?2分钟；再继续用异丙醇清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为I?3分钟；而后用水清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为15?50秒；最后采用洁净空气或氮气风干所述塑封器件。
[0019]从上面所述可以看出，本发明提供的塑封器件的开封方法通过激光预处理，消除塑封器件内部各个元器件的高度差，再采用掩膜腐蚀的方法，对不同区域采用不同的酸腐蚀，更有针对性地对器件各个区域进行开封，可保证器件各个区域腐蚀速度均匀，不会出现局部过腐蚀的情况。若在掩膜以后对多个局部区域有针对性的采用不同配比的酸进行酸腐蚀，效果可以达到更好。本发明提供的方法可以更精确地控制塑封器件各个局部区域的开封深度和腐蚀液的性质，达到精确控制多点、逐层的开封效果，可以较好的解决传统方法难以对塑封混合集成电路开封的难题，有效提高了开封内部有多个芯片或元件(如塑封混合集成电路)的塑封器件的成功率。
【附图说明】
[0020]图1为内部由多种类型元器件混合封装而成的塑封器件的结构图；
[0021]图2为采用常规方法开封后的塑封器件的结构图；
[0022]图3为本发明实施例中未开封的塑封器件的X射线检查效果图；
[0023]图4为本发明实施例中激光烧蚀后的塑封器件的结构图；
[0024]图5为本发明实施例中掩膜处理后的塑封器件的结构图；
[0025]图6为本发明实施例中局部腐蚀后的塑封器件的结构图；
[0026]图7为本发明实施例中去除掩膜后的塑封器件的结构图；
[0027]图8为采用本发明方法开封后的塑封器件的表面形貌示意图；
[0028]图9为采用现有技术方法开封后的塑封器件的表面形貌示意图。
[0029]其中，101为包封材料、102为铝箔、103为电感、104为芯片、105为阻容、106为芯片。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0031]实施例1
[0032]作为本发明的一个实施例，以LINEAR公司LTM系列塑封器件为例，所述塑封器件的开封方法包括以下步骤:
[0033]1、开封之前先采用X射线检查的方法对该塑封器件内部的各个元件和芯片的位置和深度进行定位，得到器件内部各个元件和芯片的大小、位置以及深度信息，如图3所示。一般情况下，开封只需要暴露内部芯片、电感和阻容，因此只需要对这些元件和芯片表面的包封材料进行去除。
[0034]2、根据步骤I获得的塑封器件内部各个元件和芯片的大小、位置以及深度信息，采用激光烧蚀的方法对所述塑封器件进行开封，以去除塑封器件表面的包封材料101。针对内部各个元件和芯片的不同大小、高度，分别去除各个元件和芯片表面的包封材料，使各个元件和芯片表面仅残留薄薄的一层包封材料，厚度约为0.5mm，以便在后续酸腐蚀过程中残留的包封材料去除速度一致。
[0035]优选地，在激光烧蚀过程中，实时监视烧蚀情况，使芯片区域刚刚暴露出内引线键合丝，阻容附近刚刚暴露出锡铅焊点，电感附近刚刚暴露出电感，如图4所示。在本实施例中，采用波长为630?670nm的红激光调整为能量为30%、Q值为40、频率为60MHz，扫描3?5次，并在扫描过程中实时监视烧蚀情况。具体地，可以采用视频摄像头装置进行监视，最好不要用肉眼直接观察，避免散射的激光损伤视力。
[0036]3、采用铝箔对烧蚀后的塑封器件进行掩膜处理，使不需要腐蚀的区域被铝箔102掩膜，需要腐蚀的区域用手术刀开窗口，如图5所示。再采用腐蚀剂对掩膜后的塑封器件进行局部(开窗口的区域)腐蚀，如图6所示。
[0037]一般情况下，为了提高开封效率，可以一次将所有窗口都切开，采用温度为85°C、浓度为90%的发烟硝酸进行一次腐蚀，腐蚀时间为50秒。腐蚀剂可采用滴管滴在器件上进行局部腐蚀。
[0038]由于电感和阻容对于硝酸的耐受程度低于芯片，在不苛求开封效率的情况下，为了进一步提升开封精度，可以对芯片、电感、阻容区域采用不同的腐蚀剂。具体地，对于芯片区域的腐蚀，采用温度为85°C、浓度为90%的发烟硝酸进行腐蚀，腐蚀时间50秒，从而使芯片表面的铝层钝化。对于电感区域的腐蚀，采用温度为70°C的混合酸进行腐蚀，腐蚀时间为80秒。所述