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微波等離子體芯片開封設(shè)備

芯片解封也稱開封、開蓋和開帽,開封過程中主要是去除互連結(jié)構(gòu)中的下填料(主要成份為環(huán)氧樹脂),使引線鍵合或芯片本身完整裸露出來。

關(guān)鍵詞:標準漏孔 | MPCVD | 電容薄膜規(guī)真空計 | 高低真空校準裝置 | 氦漏孔校準裝置

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芯片解封也稱開封、開蓋和開帽,開封過程中主要是去除互連結(jié)構(gòu)中的下填料(主要成份為環(huán)氧樹脂),使引線鍵合或芯片本身完整裸露出來。環(huán)氧樹脂材料封裝芯片示意圖如圖3所示,開封過程要對完整封裝的IC做局部腐蝕使其暴露,同時保持芯片功能的完整無損,保持 die, bond pads, bond wires乃至lead-不受損傷, 以及Au、Cu或Ag引線不受損傷。

                 圖3 環(huán)氧樹脂材料封裝芯片示意圖

 微波等離子法開發(fā)了適用于各類半導(dǎo)體器件的微波等離子體刻蝕專用裝備,如圖4所示。微波等離子體刻蝕設(shè)備具有能量密度高、刻蝕效果好、刻蝕速率快、可通入各類保護氣體等優(yōu)點,適用于環(huán)氧樹脂和硅基混合材料的快速刻蝕開封,同時在純O環(huán)境下可對Au和Cu引線進行有效保護,通入H2可對Ag引線進行有效保護,滿足各類不同金屬引線芯片的高效率刻蝕。

 

等離子開封

開封過程不造成損傷保留表面特征

保留原始污染雜質(zhì)和失效點

 

化學(xué)開封

會減小導(dǎo)線直徑會減小機械強度

會腐蝕銅線和鋁質(zhì)焊盤

 

等離子開封

只使用氫氧配方,對芯片損傷小減少80%開封時間

全自動開封過程

保留原始污染雜質(zhì)和失效點常規(guī)氣壓,減少維修和維護成本

 

傳統(tǒng)等離子開封

CF4刻蝕對鈍化層和芯片會造成損傷

雖然添加CF4,但開封時間依然較長

需手動清洗每個蝕刻步驟所產(chǎn)生的無機雜質(zhì)

可能導(dǎo)致原始污染雜質(zhì)和失效點會被消除

真空系統(tǒng),維修和維護成本較高
 


圖4 微波等離子體刻蝕設(shè)備

 

采用微波等離子刻蝕設(shè)備對環(huán)氧樹脂硅混合材料封裝芯片進行刻蝕開封,未開封前芯片表面形貌如圖5(激光開封過后)所示,可見芯片鍵合Cu引線已被封裝材料涂覆,采用純O低壓環(huán)境對封裝芯片進行刻蝕,刻蝕開封后的芯片形貌如圖6所示,芯片表面的環(huán)氧樹脂封裝材料已全部被微波等離子體刻蝕,且鍵合材料Cu引線未被損傷,刻蝕后可見芯片表面清晰結(jié)構(gòu)。因此,微波等離子體刻蝕適用于半導(dǎo)體芯片的高效、穩(wěn)定、無損開封。

圖5 未開封芯片表面形貌及其截面示意圖

 

圖6 微波等離子體刻蝕開封后芯片表面形貌及其截面示意圖

 

失效分析和質(zhì)量控制的應(yīng)用

1、 鍵合線(Wire bond):

? 銀線(Ag)

? 銅線、復(fù)合型膠凝材料、金線、 鋁線(Cu,PCC,Au,Al)

? 常規(guī)或經(jīng)過老化測試的樣品

2、 倒裝芯片(Flip Chip)

? 重布線層(RDL)

? 銅柱(Cu Pillar)、焊錫凸塊(Solder Bump)

? 扇入型和扇出型 WLP

3、 芯片

? BOAC

? SAW、BAW

? 砷 化 鎵 芯 片 、 氮 化 鎵 芯 片 GaAs,GaN

4、 封裝

? 2.5D / 3D

? SiP、CoWoS

? Chip on Board

5、 封裝材料

? High Tg

? Glob Top

? Underfill、DAF、FOW

? Clear Mold, Die Coat

6、 FA 類型

? 電氣過應(yīng)力(EOS)

? 遷移(Migration)

? 腐蝕(Corrosion)

? 雜質(zhì)污染(Contamination)

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