塑料封装金属丝键合器件的开封方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子元器件失效分析技术领域，特别是涉及一种塑料封装金属丝键合器件的开封方法。
【背景技术】
[0002]近几年来，半导体行业采用塑料封装铜丝键合封装工艺的器件种类越来越多，但由于铜丝键合工艺本身发展相对较晚，相对金丝键合来说，铜丝键合的工艺控制和成熟度还不够，经常因为铜丝氧化、脏污、腐蚀等原因造成键合点出现“虚焊”、“弹坑”等不良，导致注塑完成后器件出现开路、漏电等失效现象。
[0003]为了分析检测引起塑料封装铜丝键合器件的失效原因，往往需要对塑料封装器件进行开封，去除器件表面的塑封料，以检测内部芯片和键合工艺质量。
[0004]目前来说，对塑料封装铜丝键合器件的开封方法通常有化学腐蚀、激光烧蚀等两种开封方法。
[0005]其中，以化学腐蚀法开封塑料封装铜丝键合器件，一般是利用发烟硫酸和发烟硝酸的混合酸，在低温条件下，对准器件芯片区域，利用手工滴酸或者自动开封机设备进行自动喷酸，逐渐腐蚀掉芯片表面的塑封料，然后再利用丙酮、酒精、去离子水清洗，最后烘干样品O
[0006]以激光烧蚀开封塑料封装铜丝键合器件，一般是使用专用的激光设备，利用聚焦激光的高能量特征，将器件表面大部分塑封料烧蚀、减薄，直至将要到达芯片表面时停止，再利用上述第一种方法(化学腐蚀)去除覆盖在芯片表面的剩余塑封料。
[0007]但是，上述两种方法均有不可避免的缺陷:化学腐蚀法开封塑封铜丝键合器件，一般需要在较低温度(10°c?40°C)下进行，对于塑料封装料较厚的器件开封时间较长，而且也不能保证保留铜丝结构。对于键合区或芯片表面存在腐蚀的情形，会导致原有的腐蚀源、腐蚀产物等重要信息丢失，或者可能引入新的腐蚀源，无法辨别原有腐蚀源。而激光烧蚀开封塑料封装铜丝键合器件，无法直接开封露出芯片表面，开封过程中由于激光能量不均匀极易损伤到芯片。同样激光烧蚀的最后还需要化学腐蚀的方法去除残留塑封料，同样可能导致原有的腐蚀源、腐蚀产物等重要信息丢失。
[0008]因此，亟需一种对塑料封装铜丝键合器件进行开封的方法，该方法既能够去除覆盖在芯片表面的塑封料，暴露出器件内部芯片，又可以保留铜丝的第一键合点键合状态，并保留芯片表面及键合附近的腐蚀、脏污等重要信息。
【发明内容】
[0009]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种塑料封装金属丝键合器件的开封方法，以该方法暴露器件的内部芯片，能够在保留键合丝的第一键合点键合状态、芯片表面及键合附近的腐蚀、脏污等重要信息。
[0010]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0011]一种塑料封装金属丝键合器件的开封方法，包括平磨、割槽、分离步骤，其中:
[0012]所述平磨步骤中:用120-2000目的砂纸对器件进行研磨，研磨面为芯片有源面的塑封一侧，逐渐研磨去除芯片表面的塑封料，至距离芯片表面0.5mm-3mm时，停止研磨；
[0013]所述割槽步骤中:在器件研磨面上，沿芯片所在位置的四周切割出环形凹槽；
[0014]所述分离步骤中:以粘性材料粘贴上述环形凹槽围绕的塑封料区域，然后拉起粘性材料，至芯片表面的塑封料被拉起，暴露出芯片。
[0015]本发明的一种塑料封装金属丝键合器件的开封方法，先以砂纸研磨的方式对器件表面的塑封料进行减薄处理，至塑封料仅余0.5mm-3mm时(即能够隐约观察到芯片表面时)，再切割该减薄的塑封料，使覆盖芯片的塑封料边缘与压合为一个整体的塑料封装材料分离，最终，通过粘性材料，以温和的方式揭开塑封料，露出芯片表面。
[0016]本发明的开封方法，从器件的正面(即芯片有源面所临近的一侧)开始处理，只是进行物理性的研磨、切割处理，避免了化学腐蚀过程导致腐蚀源等重要信息的丢失。并且，该开封方法在平磨快接近芯片表面时，停止研磨，利用残余的塑封料隔离芯片表面，从而避免了引入新的污染源；此时金属丝的第一键合点的键合状态还与芯片保持原来的状态，待割槽、粘接分离处理后，第一键合点不论是否脱落还是仍然与芯片保持连接，都可以通过光学显微镜或者电子扫描显微镜进行观察、分析其脱落面或者粘接形貌，并可以检测相关元素成分，从而可以辅助分析引起器件失效的原因。
[0017]在其中一个实施例中，所述平磨步骤前，还包括样品固定步骤，所述样品固定步骤中:通过焊接的方法将器件固定在基板上。当器件的尺寸较小时，将器件固定，便于后续的平磨操作，特别是可以确保研磨面与芯片面保持平行，避免研磨不平对芯片产生损伤。所述基板可以为体积稍大的PCB、铜板或者将器件固封到环氧块中，并且芯片有源面应当朝外侧(即研磨面侧)。
[0018]在其中一个实施例中，所述分离步骤后，还包括观察分析步骤，所述观察分析步骤中:将露出芯片的器件以及粘性材料粘贴的塑封料在显微镜下进行检测，观察、分析分离界面的物理、化学特征，并记录结果。所述显微镜为光学显微镜和/或电子扫描显微镜。
[0019]在其中一个实施例中，所述砂纸为1200-2000目。采用较细的砂纸，具有较好的研磨力度，从而避免对芯片可能造成的损伤。
[0020]在其中一个实施例中，所述平磨步骤中:研磨至距离芯片表面0.5mm-l.5mm，停止研磨。便于后续的割槽和分离步骤顺利进行。
[0021]在其中一个实施例中，所述平磨步骤中，研磨过程以平行于芯片的研磨方式进行。避免由于芯片上方塑封料减薄厚度不均匀导致的部分芯片受损的情况发生。
[0022]在其中一个实施例中，所述环形凹槽的深度为研磨面剩余塑封料的厚度再加
0.lmm-2mm。以确保将塑封料切断，使粘性材料易于将塑封料拉起。
[0023]在其中一个实施例中，所述割槽步骤中:以刀刃沿内部芯片所在位置的四周进行切割。可用手术刀或一般刀片操作，具有简便易行的特点。
[0024]在其中一个实施例中，所述粘性材料为胶条。胶条可选用透明胶带等，具有简单易得的特点。
[0025]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0026]本发明的一种塑料封装金属丝键合器件的开封方法，能够在保留键合丝的第一键合点键合状态、芯片表面及键合附近的腐蚀、脏污等重要信息。并且对设备和工具要求低、可操作性强，可用于检测、分析金属丝键合器件存在键合虚焊、芯片脏污腐蚀等场合。可适用器件包括采用铜丝键合、金丝键合、铝丝键合的塑料封装器件。
【具体实施方式】
[0027]以下结合实施例对本发明做进一步的说明，但并不对本发明造成任何限制。
[0028]实施例1
[0029]一种塑料封装铜丝键合器件的开封方法，包括以下步骤:
[0030](I)固定:通过焊接的方法将器件固定在基板上。该基板为体积稍大的PCB。
[0031](2)平磨:用1200目的砂纸对器件进行研磨，研磨面为芯片有源面塑封一侧，逐渐研磨去除芯片表面的塑封料，至距离芯片表面1.5mm时，停止研磨；
[0032](3)割槽:在器件