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