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倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法

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倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法。
【背景技術(shù)】
[0002]倒裝芯片封裝是一種先進(jìn)的半導(dǎo)體集成電路封裝形式,其具體操作方法為在芯片上制造出焊點(diǎn),然后將芯片倒扣并焊接到基板上。由于這種封裝形式能大大的提高器件的輸入輸出(I/O)端口密度并減小器件尺寸和重量,而且簡(jiǎn)化了工藝從而降低成本,以及減小封裝的寄生效應(yīng),使得其在集成電路的封裝上應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。
[0003]但是芯片倒扣的結(jié)構(gòu)給電子元器件破壞性物理分析(DPA)檢測(cè)和失效分析(FA)帶來(lái)了困難。因?yàn)檫@兩類檢測(cè)為了分析器件的性能指標(biāo)和失效原因,都需要對(duì)器件做開(kāi)封,即在盡量不破壞芯片、鍵合、器件結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的情況下打開(kāi)外工裝,并暴露芯片正面形貌的操作處理。
[0004]現(xiàn)有的開(kāi)封技術(shù)包括機(jī)械開(kāi)蓋和化學(xué)刻蝕兩種方法,它們都無(wú)法在不損傷芯片和鍵合的情況下進(jìn)行開(kāi)封。雖然傳統(tǒng)的鑲嵌開(kāi)封方法能解決塑封類倒裝芯片封裝器件。這種方法先將芯片鑲嵌在環(huán)氧樹(shù)脂類材料中,用研磨的的方式去除器件基板材料,然后用發(fā)煙硝酸腐蝕掉芯片表面的環(huán)氧樹(shù)脂,最后用丙酮清洗去除酸和反應(yīng)殘留。但是這種方法不能解決密封類倒裝芯片封裝器件開(kāi)封問(wèn)題。并且,單純的鑲嵌法十分依賴操作人員經(jīng)驗(yàn),而且就算是有經(jīng)驗(yàn)的操作人員在不了解器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行研磨也很容易出現(xiàn)研磨不足和研磨過(guò)量的情況,最終導(dǎo)致開(kāi)封失敗。
[0005]可見(jiàn),現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷:
[0006]1、現(xiàn)有方法僅針對(duì)塑封類器件,不能解決密封類器件開(kāi)封問(wèn)題。
[0007]2、對(duì)于多芯片類器件(同一工裝中裝配兩塊以上芯片),芯片焊點(diǎn)很容易被當(dāng)做基板通孔處理,造成研磨過(guò)量,開(kāi)封失敗。
[0008]3、現(xiàn)有方法嚴(yán)重依賴操作人員經(jīng)驗(yàn),在研磨樣品時(shí)容易出現(xiàn)研磨不夠或者研磨過(guò)量的問(wèn)題,導(dǎo)致開(kāi)封失敗。
[0009]針對(duì)以上問(wèn)題,亟需一種倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法,以解決倒裝芯片封裝器件,包括密封、陶瓷封裝和塑料封裝等封裝類型的開(kāi)封問(wèn)題,能有效提高開(kāi)封成功率和開(kāi)封質(zhì)量,使得該類型器件破壞性物理分析和失效分析得以順利開(kāi)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法,通過(guò)X射線檢查確定芯片焊點(diǎn)版圖,將器件鑲嵌并研磨去除基板材料,研磨中將器件不斷與芯片焊點(diǎn)版圖X射線照片對(duì)比確?;宀牧贤耆コ?,通過(guò)化學(xué)方法去除芯片表面灌封料,從而在保證開(kāi)封的成功率的情況下,最大限度地保留器件內(nèi)部各組件、物理結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性,使得此類器件破壞性物理分析和失效分析得以順利開(kāi)展。
[0011]本發(fā)明提供一種倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法,包括以下步驟:
[0012]S100)、對(duì)器件進(jìn)行X射線檢查,獲得器件的X光照片;
[0013]S200)、進(jìn)行器件鑲嵌;
[0014]S300)、以器件的X光照片為參照對(duì)鑲嵌后的器件進(jìn)行研磨;
[0015]S400)、對(duì)研磨后的器件進(jìn)行滴酸及清洗;
[0016]S500)、進(jìn)行顯微鏡檢查,若檢查到芯片表面有殘留,則返回步驟S400),直至芯片表面刻蝕干凈。
[0017]進(jìn)一步,所述步驟S100)包括:對(duì)器件分別進(jìn)行X軸、Y軸向的X射線檢查,獲得器件兩個(gè)方向的X光照片。
[0018]進(jìn)一步,所述步驟S200)包括:將器件基板朝下水平放置于鑲嵌設(shè)備中。
[0019]進(jìn)一步,所述步驟S200)中,為防止鑲嵌過(guò)程中器件移動(dòng)、翻轉(zhuǎn),在鑲嵌設(shè)備的樣品臺(tái)黏貼少量雙面膠固定器件。
[0020]進(jìn)一步,若器件為密封型,在所述步驟S200)之前,先將器件的密封蓋打開(kāi)。
[0021]進(jìn)一步,若器件為密封型,所述步驟S200)中采用冷鑲嵌處理。
[0022]進(jìn)一步,所述步驟S300)為將鑲嵌塊置于研磨機(jī)磨盤(pán)上打磨,通過(guò)打磨去除器件基板材料,以完全暴露出芯片焊點(diǎn)為研磨結(jié)束標(biāo)志。
[0023]進(jìn)一步,所述步驟S300)中采用自動(dòng)研磨,磨盤(pán)轉(zhuǎn)速為250?300轉(zhuǎn)/min,砂紙型號(hào)為P240。
[0024]進(jìn)一步,所述步驟S400)包括:將研磨后的器件加熱至90度;采用丙酮和無(wú)水乙醇進(jìn)行超聲清洗,在芯片焊點(diǎn)部位滴I?2滴發(fā)煙硝酸,待2?3秒立即將鑲嵌塊倒扣于丙酮溶液中,再待5?10秒后將鑲嵌塊轉(zhuǎn)移至無(wú)水乙醇中清洗5?10秒。
[0025]進(jìn)一步,所述步驟S500)中,若檢查到芯片表面有殘留,則進(jìn)行如下處理:將研磨后的器件加熱至95度;采用丙酮和無(wú)水乙醇進(jìn)行超聲清洗,在芯片焊點(diǎn)部位滴I?2滴濃硫酸,待I?2秒立即將鑲嵌塊倒扣于丙酮溶液中,再待5?10秒后將鑲嵌塊轉(zhuǎn)移至無(wú)水乙醇中清洗5?10秒;進(jìn)行顯微鏡檢查,若檢查到芯片表面有殘留,則重復(fù)以上處理,直至芯片表面刻蝕干凈。
[0026]與現(xiàn)有的鑲嵌開(kāi)封方法相比,本發(fā)明具有如下有益的技術(shù)效果:
[0027]1、鑲嵌開(kāi)封方法僅針對(duì)塑封型倒裝芯片封裝器件,而本發(fā)明涵蓋了目前所有倒裝芯片封裝器件,包括密封、陶瓷和塑料封裝。
[0028]2、鑲嵌開(kāi)封方法打磨樣品時(shí),依靠人員經(jīng)驗(yàn)判出現(xiàn)芯片焊點(diǎn)即停止打磨,倒裝芯片封裝尺寸小,芯片焊點(diǎn)可能為幾十微米,且可能有多塊芯片,加上基板通孔和布線的干擾,單純?nèi)藛T判斷容易出錯(cuò),而本發(fā)明通過(guò)X射線檢查,確定芯片焊點(diǎn)版圖,將其運(yùn)用于研磨,精確的確定研磨結(jié)束點(diǎn),避免研磨不足和研磨過(guò)量的情況。
[0029]3、倒裝芯片封裝以尺寸小、厚度薄著稱,開(kāi)封機(jī)適應(yīng)性差,且刻蝕精度不易控制,而本發(fā)明通過(guò)手動(dòng)滴酸、顯微鏡檢查再滴酸的過(guò)程,嚴(yán)格控制刻蝕量,保證了開(kāi)封質(zhì)量,避免自動(dòng)過(guò)量腐蝕芯片焊點(diǎn)甚至腐蝕鍵合點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法流程圖;
[0031]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1:
[0033]如圖1所示,本發(fā)明提供了一種倒裝芯片封裝器件開(kāi)封方法,包括如下步驟:
[0034]SI)、對(duì)器件進(jìn)行Y軸向和X軸向檢查,得到器件兩個(gè)方向清晰的X光照片。Y軸向檢查要得到器件的芯片焊點(diǎn)版圖照片為研磨做準(zhǔn)備;x軸向檢查主要是確定器件在垂直方向上結(jié)構(gòu)和基板材料的厚度,保證研磨過(guò)程質(zhì)量可控。
[0035]S2)、密封型器件開(kāi)蓋(此步只針對(duì)密封類器件)
[0036]若器件為密封型,先要將器件的密封蓋打開(kāi)。密封蓋多半是由金屬和陶瓷粘接在基板上。金屬密封蓋可用鋒利的小刀撬開(kāi);陶瓷密封蓋則可通過(guò)鉗式開(kāi)蓋機(jī)打開(kāi)。開(kāi)蓋的目的是使芯片暴露,以便能將芯片鑲嵌于鑲嵌材料中,固定并保護(hù)芯片。
[0037]S3)、器件鑲嵌
[0038]將器件基板朝下(即器件正面朝上)水平放置于鑲嵌設(shè)備中,為防止鑲嵌過(guò)程中器件移動(dòng)、翻轉(zhuǎn),在鑲嵌設(shè)備的樣品臺(tái)黏貼少量雙面膠固定器件。在灌封粉末或鑲嵌液時(shí)應(yīng)緩慢加入,防止沖跑器件。由于熱鑲嵌過(guò)程將產(chǎn)生高溫高壓,為防止芯片損壞,密封型器件采用冷鑲嵌的方式完成鑲嵌。灌封完成后,將鑲嵌塊置于通風(fēng)處冷卻或固化。
[0039]S4)、樣品研磨
[0040]將鑲嵌塊置于研磨機(jī)磨盤(pán)上打磨,通過(guò)打磨去除器件基板材料,以完全暴露出芯片焊點(diǎn)為研磨結(jié)束標(biāo)志。將研磨出現(xiàn)的圖形與器件X射線Y軸向照片對(duì)比確認(rèn)是否出現(xiàn)完整的芯片焊點(diǎn)。研磨機(jī)一般都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)研磨和手動(dòng)研磨兩種模式。優(yōu)選地,采用手動(dòng)方式研磨,研磨過(guò)程中應(yīng)不斷的水平向旋轉(zhuǎn)鑲嵌塊保證研磨均勻。優(yōu)選地,磨盤(pán)轉(zhuǎn)速選擇250?300轉(zhuǎn)/min,砂紙型號(hào)P240,若器件
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