什么是芯片開封？

芯片開封（Decap），也被稱為開蓋或開帽，是指對完整封裝的IC芯片進(jìn)行局部腐蝕處理，以暴露出芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時確保芯片的各項功能不受損。這一步驟為后續(xù)芯片故障分析實(shí)驗做好準(zhǔn)備，保護(hù)Die、bond pads、bond wires乃至lead不受損傷，為后續(xù)芯片失效分析測試奠定基礎(chǔ)，便于觀察或其他測試（如熱點(diǎn)定位、FIB等）的進(jìn)行。

通過芯片開封，我們能夠更直觀地觀察芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并利用光學(xué)顯微鏡OM等設(shè)備分析判斷樣品的故障原因和失效的可能原因。此外，開封技術(shù)適用于多種封裝形式的芯片，包括BGA、QFP、QFN、SOT、SOP、COB以及金屬等特殊封裝。

如何進(jìn)行芯片開封？

芯片開封目前主要采用的方法為激光鐳射（Laser）開封和化學(xué)（Chemistry）腐蝕。

1）激光開封

激光開封主要利用機(jī)臺發(fā)射激光束于芯片塑封表面，通過氣化作用去除器件填充料。此方法具有速度快、操作簡便且無危險性的特點(diǎn)。

2）化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕方法主要使用某些化學(xué)試劑，如濃硫酸、鹽酸、發(fā)煙硝酸、氫氟酸等。尤其是98%的濃硫酸，在此方法中用于腐蝕易溶于丙酮的低分子化合物。在超聲的作用下，這些低分子化合物被清洗掉，從而暴露出芯片晶圓表層，從而達(dá)到觀察分析效果。

芯片開封有什么作用？

芯片開封是失效分析測試中常用的技術(shù)，主要用于檢測和解決制造過程中的問題。在失效分析過程中，芯片開封是關(guān)鍵步驟之一，通過開封可以暴露出芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，供失效分析人員通過肉眼或高倍率顯微鏡進(jìn)行觀察和分析。然而，開封過程中也可能引入物理損傷、外來污染等外來因素，需要進(jìn)一步進(jìn)行失效分析。

芯片開封的主要作用體現(xiàn)在以下4個方面：

01

失效模式分析

芯片開封后，可以對芯片內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)的電性測試和物理測量，以確定芯片失效的具體模式和機(jī)制。這些測試包括測量電壓、電流、功率消耗等參數(shù)，從而全面評估芯片的電性能。通過深入分析失效模式，能夠了解芯片設(shè)計和制造過程中可能存在的潛在問題，并為改進(jìn)提供有價值的建議。

02

故障定位

通過開封，可以暴露出芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得技術(shù)人員能夠直接觀察和分析芯片的各種元件和連接，這對于準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)非常關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，開封過程中采用了激光鐳射和化學(xué)腐蝕等方法來移除封裝材料和封裝層，從而精準(zhǔn)地確定故障的位置和性質(zhì)。

03

化學(xué)分析

芯片開封是進(jìn)行化學(xué)分析的重要手段，能夠確定芯片材料的組成和元素分布。這種分析對于檢測潛在的材料缺陷、污染物以及由不良封裝或封裝材料引發(fā)的問題非常重要。通過化學(xué)分析，我們能夠精確識別與材料相關(guān)的故障原因，從而采取針對性的措施來優(yōu)化芯片制造過程。

04

封裝驗證

芯片開封是對封裝質(zhì)量進(jìn)行評估的重要環(huán)節(jié)。通過仔細(xì)觀察封裝焊點(diǎn)、打線連接以及封裝缺陷等細(xì)節(jié)，可以全面檢查封裝工藝是否符合預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。這一評估過程有助于確保封裝的完整性和可靠性，從而防止因封裝質(zhì)量不良導(dǎo)致的芯片失效。

綜上所述，芯片開封在失效分析中發(fā)揮著重要的作用。它不僅涉及失效模式分析和故障定位，還包括化學(xué)分析以及封裝驗證等多個方面。通過芯片開封，我們能夠獲取關(guān)于芯片內(nèi)部器件和結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵信息，從而準(zhǔn)確診斷芯片故障的原因。此外，這些信息還為改進(jìn)芯片制造過程、提高芯片可靠性和質(zhì)量提供了有力的支持。

測試示例

圖3.開封示圖

圖4.開封示圖（一焊點(diǎn)）

圖5.開封示圖

圖6.開封示圖（二焊點(diǎn)）

審核編輯：劉清