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。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。
[0055]4)参见图7，其为本发明实施例的常规塑封器件经酸腐蚀后的表面形貌示意图。采用酸液对覆盖在芯片上方残留的模塑化合物进行腐蚀，直至暴露出芯片。在本实施例中，采用温度为80°C、浓度为90 %的发烟硝酸进行轻微腐蚀，直至暴露出芯片即可。
[0056]5)采用丙酮清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为I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2分钟；而后用水清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为30秒;最后采用洁净空气或氮气风干所述塑封器件。
[0057]实施例2
[0058]作为本发明的一个实施例，以TI公司TMS320系列BGA封装DSP塑封器件(模塑材料抗腐蚀能力更强的塑封器件)为例，所述激光开封方法包括以下步骤:
[0059]I)开封之前先通过微焦点X射线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。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模塑材料进行去除。
[0060]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，确定塑封器件的预定开封区域(芯片、元件)进行开封定位，该区域要比芯片尺寸略大。
[0061]3)参见图9，其为本发明实施例的抗腐蚀能力更强塑封器件经激光减薄后的表面形貌示意图。根据模塑化合物的厚度和材质，确定激光的发射功率为3.5W，激光的频率设定在35KHz，采用交叉填充模式对所述塑封器件进行激光烧蚀，扫描次数为5次(即烧蚀路径旋转5次)，以去除塑封器件表面的模塑材料，把覆盖在芯片上方的模塑材料减薄到最安全的厚度，此时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。
[0062]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模塑材料，使各个元件和芯片表面仅残留薄薄的一层模塑材料，厚度约为0.45mm，以便在后续酸腐蚀过程中残留的模塑材料去除速度一致。
[0063]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。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。
[0064]4)参见图10，其为本发明实施例的抗腐蚀能力更强塑封器件酸腐蚀后的表面形貌示意图。采用酸液对覆盖在芯片上方残留的模塑化合物进行腐蚀，直至暴露出芯片。在本实施例中，采用温度为2000C、浓度为98 %的浓硫酸进行轻微腐蚀，直至暴露出芯片即可。
[0065]5)采用丙酮清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为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1.7分钟；而后用水清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为37秒;最后采用洁净空气或氮气风干所述塑封器件。
[0066]参见图8，其为抗腐蚀能力更强塑封器件未利用激光开封技术、经过200°C浓硫酸腐蚀后的表面形貌示意图。从图中可以看出塑封器件芯片虽已暴露，但封装印制板已被腐蚀损坏。
[0067]实施例3
[0068]作为本发明的一个实施例，以IR公司小功率场效应管系列及电源模块系列塑封器件(铜键合工艺器件)为例，所述激光开封方法包括以下步骤:
[0069]I)开封之前先通过微焦点X射线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。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模塑材料进行去除。
[0070]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，确定塑封器件的预定开封区域(芯片、元件)进行开封定位，该区域要比芯片尺寸略大。
[0071 ] 3)根据模塑化合物的厚度和材质，确定激光的发射功率为4W，激光的频率设定在32KHz，采用交叉填充模式对所述塑封器件进行激光烧蚀，扫描次数为8次(即烧蚀路径旋转8次)，以去除塑封器件表面的模塑材料，把覆盖在芯片上方的模塑材料减薄到最安全的厚度，此时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。
[0072]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模塑材料，使各个元件和芯片表面仅残留薄薄的一层模塑材料，厚度约为0.4mm，以便在后续酸腐蚀过程中残留的模塑材料去除速度一致。
[0073]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。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。
[0074]4)参见图12，其为本发明实施例的铜键合器件采用激光开封技术后，并经过低温混酸腐蚀后器件形貌后的表面形貌示意图。采用温度为65°C的发烟硝酸与浓硫酸的混合溶液对覆盖在芯片上方残留的模塑化合物进行腐蚀，直至暴露出芯片。在本实施例中，所述酸液由质量浓度为90 %的发烟硝酸与质量浓度为95 %的浓硫酸按照体积比2:1组成。从图12中可以看出，经过腐蚀后，铜键合丝良好，没有被腐蚀消失。
[0075]5)采用丙酮清洗所述塑封器件I?2次，每次清洗时间为0.5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45秒;最后采用洁净空气或氮气风干所述塑封器件。
[0076]参见图11，其为铜键合器件未采用激光开封技术，经过腐蚀后器件后的表面形貌示意图。从图中可以看出，塑封器件的周围区域未完全暴露，而且铜键合丝被腐蚀消失。
[0077]激光开封技术的优点是开封区域形状范围可人为选择，边界精准，可控性强;开封能量和扫描次数可控，深度控制更加精准;激光开封技术不受样品模塑材料的限制，可满足目前市面上所用的各种模塑材料;激光开封技术能够有效避免铜键合丝、铝键合丝受酸腐蚀的问题。因此，相对于传统的塑封器件开封方法，本发明提供的激光开封方法结合激光技术，能够有效的提高塑封器件的开封精度，避免因控制不当操作的结构损伤;能够适应各种模塑化合物，提高被开封器件的种类;能够有效的保护铜键合、铝键合，保证开封后的分析能更好的进行;在传统硅器件的基础上，能够提高砷化镓、氮化镓器件的开封效果。
[0078]因此，本发明提供的方法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。
[0079]所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种激光开封方法，其特征在于，包括以下步骤: 先对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； 根据所述信息，确定塑封器件的预定开封区域进行开封定位； 采用交叉填充模式对所述塑封器件进行激光烧蚀，以去除塑封器件表面的模塑材料，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； 采用酸液对覆盖在芯片上方残留的模塑化合物进行腐蚀，直至暴露出芯片。2.根据权利要求1所述的激光开封方法，其特征在于，所述交叉填充模式是每完成一个激光烧蚀回合后，烧蚀的路径旋转90°。3.根据权利要求2所述的激光开封方法，其特征在于，所述采用交叉填充模式对所述塑封器件进行激光烧蚀的步骤包括: 先对塑封器件进行平移式地横向激光烧蚀，待完成一个激光烧蚀回合后，烧蚀的路径旋转90°，对塑封器件进行平移式地纵向激光烧蚀;或者 先对塑封器件进行平移式地纵向激光烧蚀，待完成一个激光烧蚀回合后，烧蚀的路径旋转90°，对塑封器件进行平移式地横向激光烧蚀。4.根据权利要求1所述的激光开封方法，其特征在于，所述激光的发射功率为3?4W，所述激光的频率设定在20?40KHz。5.根据权利要求1所述的激光开封方法，其特征在于，所述采用酸液对覆盖在芯片上方残留的模塑化合物进行腐蚀的步骤包括: 针对常规塑封器件，选用温度为75?85 V、质量浓度为88?95 %的发烟硝酸进行腐蚀； 针对抗腐蚀能力更强的塑封器件，选用温度为200?250°C、质量浓度为80?98%的浓硫酸进行腐蚀； 针对铜键合工艺器件，选用60?70°C发烟硝酸与浓硫酸的混合溶液进行腐蚀，所述混合溶液由质量浓度为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。6.根据权利要求1所述的激光开封方法，其特征在于，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?0.6_的模塑材料。7.根据权利要求1所述的塑封器件的开封的方法，其特征在于，通过微焦点X射线确定芯片的位置。
【专利摘要】本发明公开了一种激光开封方法，包括先对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；根据所述信息，确定塑封器件的预定开封区域进行开封定位；采用交叉填充模式对所述塑封器件进行激光烧蚀，以去除塑封器件表面的模塑材料，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；采用酸液对覆盖在芯片上方残留的模塑化合物进行腐蚀，直至暴露出芯片。该方法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，有效提高了塑封器件的开封成功率。
【IPC分类】H01L21/306, B23K26/362
【公开号】CN105598589
【申请号】CN201610009370
【发明人】贺峤, 王坦
【申请人】航天科工防御技术研究试验中心
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月7日