倒裝芯片封裝器件開封方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體集成電路檢測技術領域，具體涉及一種倒裝芯片封裝器件開封方法。
【背景技術】
[0002]倒裝芯片封裝是一種先進的半導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，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，而且簡化了工藝從而降低成本，以及減小封裝的寄生效應，使得其在集成電路的封裝上應用得越來越廣泛。
[0003]但是芯片倒扣的結構給電子元器件破壞性物理分析(DPA)檢測和失效分析(FA)帶來了困難。因為這兩類檢測為了分析器件的性能指標和失效原因，都需要對器件做開封，即在盡量不破壞芯片、鍵合、器件結構和電學性能的情況下打開外工裝，并暴露芯片正面形貌的操作處理。
[0004]現有的開封技術包括機械開蓋和化學刻蝕兩種方法，它們都無法在不損傷芯片和鍵合的情況下進行開封。雖然傳統的鑲嵌開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氧樹脂類材料中，用研磨的的方式去除器件基板材料，然后用發煙硝酸腐蝕掉芯片表面的環氧樹脂，最后用丙酮清洗去除酸和反應殘留。但是這種方法不能解決密封類倒裝芯片封裝器件開封問題。并且，單純的鑲嵌法十分依賴操作人員經驗，而且就算是有經驗的操作人員在不了解器件內部結構的情況下進行研磨也很容易出現研磨不足和研磨過量的情況，最終導致開封失敗。
[0005]可見，現有技術存在以下缺陷:
[0006]1、現有方法僅針對塑封類器件，不能解決密封類器件開封問題。
[0007]2、對于多芯片類器件(同一工裝中裝配兩塊以上芯片)，芯片焊點很容易被當做基板通孔處理，造成研磨過量，開封失敗。
[0008]3、現有方法嚴重依賴操作人員經驗，在研磨樣品時容易出現研磨不夠或者研磨過量的問題，導致開封失敗。
[0009]針對以上問題，亟需一種倒裝芯片封裝器件開封方法，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封問題，能有效提高開封成功率和開封質量，使得該類型器件破壞性物理分析和失效分析得以順利開展。
【發明內容】
[0010]為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種倒裝芯片封裝器件開封方法，通過X射線檢查確定芯片焊點版圖，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版圖X射線照片對比確保基板材料完全去除，通過化學方法去除芯片表面灌封料，從而在保證開封的成功率的情況下，最大限度地保留器件內部各組件、物理結構和電學特性，使得此類器件破壞性物理分析和失效分析得以順利開展。
[0011]本發明提供一種倒裝芯片封裝器件開封方法，包括以下步驟:
[0012]S100)、對器件進行X射線檢查，獲得器件的X光照片；
[0013]S200)、進行器件鑲嵌；
[0014]S300)、以器件的X光照片為參照對鑲嵌后的器件進行研磨；
[0015]S400)、對研磨后的器件進行滴酸及清洗；
[0016]S500)、進行顯微鏡檢查，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]進一步，所述步驟S100)包括:對器件分別進行X軸、Y軸向的X射線檢查，獲得器件兩個方向的X光照片。
[0018]進一步，所述步驟S200)包括:將器件基板朝下水平放置于鑲嵌設備中。
[0019]進一步，所述步驟S200)中，為防止鑲嵌過程中器件移動、翻轉，在鑲嵌設備的樣品臺黏貼少量雙面膠固定器件。
[0020]進一步，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。
[0021]進一步，若器件為密封型，所述步驟S200)中采用冷鑲嵌處理。
[0022]進一步，所述步驟S300)為將鑲嵌塊置于研磨機磨盤上打磨，通過打磨去除器件基板材料，以完全暴露出芯片焊點為研磨結束標志。
[0023]進一步，所述步驟S300)中采用自動研磨，磨盤轉速為250?300轉/min，砂紙型號為P240。
[0024]進一步，所述步驟S400)包括:將研磨后的器件加熱至90度；采用丙酮和無水乙醇進行超聲清洗，在芯片焊點部位滴I?2滴發煙硝酸，待2?3秒立即將鑲嵌塊倒扣于丙酮溶液中，再待5?10秒后將鑲嵌塊轉移至無水乙醇中清洗5?10秒。
[0025]進一步，所述步驟S500)中，若檢查到芯片表面有殘留，則進行如下處理:將研磨后的器件加熱至95度；采用丙酮和無水乙醇進行超聲清洗，在芯片焊點部位滴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秒后將鑲嵌塊轉移至無水乙醇中清洗5?10秒；進行顯微鏡檢查，若檢查到芯片表面有殘留，則重復以上處理，直至芯片表面刻蝕干凈。
[0026]與現有的鑲嵌開封方法相比，本發明具有如下有益的技術效果:
[0027]1、鑲嵌開封方法僅針對塑封型倒裝芯片封裝器件，而本發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、鑲嵌開封方法打磨樣品時，依靠人員經驗判出現芯片焊點即停止打磨，倒裝芯片封裝尺寸小，芯片焊點可能為幾十微米，且可能有多塊芯片，加上基板通孔和布線的干擾，單純人員判斷容易出錯，而本發明通過X射線檢查，確定芯片焊點版圖，將其運用于研磨，精確的確定研磨結束點，避免研磨不足和研磨過量的情況。
[0029]3、倒裝芯片封裝以尺寸小、厚度薄著稱，開封機適應性差，且刻蝕精度不易控制，而本發明通過手動滴酸、顯微鏡檢查再滴酸的過程，嚴格控制刻蝕量，保證了開封質量，避免自動過量腐蝕芯片焊點甚至腐蝕鍵合點。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發明實施例1提供的倒裝芯片封裝器件開封方法流程圖；
[0031]圖2是本發明實施例2提供的倒裝芯片封裝器件開封方法流程圖。
【具體實施方式】
[0032]實施例1:
[0033]如圖1所示，本發明提供了一種倒裝芯片封裝器件開封方法，包括如下步驟:
[0034]SI)、對器件進行Y軸向和X軸向檢查，得到器件兩個方向清晰的X光照片。Y軸向檢查要得到器件的芯片焊點版圖照片為研磨做準備；x軸向檢查主要是確定器件在垂直方向上結構和基板材料的厚度，保證研磨過程質量可控。
[0035]S2)、密封型器件開蓋(此步只針對密封類器件)
[0036]若器件為密封型，先要將器件的密封蓋打開。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；陶瓷密封蓋則可通過鉗式開蓋機打開。開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)水平放置于鑲嵌設備中，為防止鑲嵌過程中器件移動、翻轉，在鑲嵌設備的樣品臺黏貼少量雙面膠固定器件。在灌封粉末或鑲嵌液時應緩慢加入，防止沖跑器件。由于熱鑲嵌過程將產生高溫高壓，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，將鑲嵌塊置于通風處冷卻或固化。
[0039]S4)、樣品研磨
[0040]將鑲嵌塊置于研磨機磨盤上打磨，通過打磨去除器件基板材料，以完全暴露出芯片焊點為研磨結束標志。將研磨出現的圖形與器件X射線Y軸向照片對比確認是否出現完整的芯片焊點。研磨機一般都能實現自動研磨和手動研磨兩種模式。優選地，采用手動方式研磨，研磨過程中應不斷的水平向旋轉鑲嵌塊保證研磨均勻。優選地，磨盤轉速選擇250?300轉/min，砂紙型號P240，若器件