芯片開封技術(shù)及儀器簡介

落葉憑風(fēng)（似空科學(xué)儀器（上海）有限公司） 2019.11.25

芯片開封是DPA（破壞性物理分析）的重要手段，是研究芯片封裝效果和技術(shù)的一種必要方法。整理一下我對常見芯片開封技術(shù)和儀器的理解，不對的地方請各位大咖指正。

• 機械開封

原理是用應(yīng)力直接去除芯片的封裝材料，屬于物理開封。研磨、拋光等儀器就可應(yīng)用于這種方式。

優(yōu)點是簡單直觀，根據(jù)精度要求，可選儀器價格范圍很寬（甚至拿把螺絲刀也可以，在特殊情況下）。

缺點是開封的幾何形狀不太容易控制，總體來講精度比較低，容易導(dǎo)致對應(yīng)力敏感的樣品破碎，或者由于儀器需要用耗材而造成“二次污染”。

當(dāng)然，這個領(lǐng)域也有精度可達(dá)1微米，幾何形狀可編程的儀器，比如，美國ALLIED公司的銑削、研磨、拋光一體機X-PREP。但這種儀器，價格幾十萬美元，且對“敏感單位”禁運。

• 化學(xué)開封

原理是用硝酸、硫酸及其混合液對芯片封裝材料進行腐蝕，屬于化學(xué)開封。

優(yōu)點是沒有物理應(yīng)力，不會造成樣品破碎，并且不會傷害硅等耐酸的半導(dǎo)體材料的電氣特性。

缺點是所用材料為強酸，對人體危害大，建立實驗室和購買耗材收到政府嚴(yán)格管控，開封速度較慢，如果芯片中有耐酸性不好的走線則需要特殊處理。

• 激光開封

原理是用高能激光灼燒局部區(qū)域?qū)е缕浞鬯槊撀洹?/span>

優(yōu)點是效率高，幾何形狀可編輯，沒有二次污染，不需要強酸暴露，屬于物理開封。

缺點是可產(chǎn)生局部高溫，容易導(dǎo)致半導(dǎo)體材料電氣屬性失效，所以一般只能開封到半導(dǎo)體材料表面，后續(xù)殘留封裝材料需要其它手段去除。價格中等偏上。

• 等離子開封

原理是通過射頻功率將反應(yīng)氣體離子化后與需要去除的材料接觸并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而揮發(fā)。總體上屬于化學(xué)開封，也有同時采用化學(xué)和物理機制的。

優(yōu)點是沒有物理應(yīng)力，精細(xì)化程度高，不攻擊敏感材料，可到達(dá)細(xì)孔凹陷部位。

缺點是速度慢，價格昂貴。

• 離子開封

原理是通過高壓電場加速帶電離子，用其轟擊目標(biāo)材料，使它們脫落。本質(zhì)上是物理開封，帶有某些化學(xué)效果。

優(yōu)點是精度非常高，可處理多種目標(biāo)材料。

缺點是不容易控制幾何形狀，速度慢，儀器價格昂貴。

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