一种封装结构的解剖、重现方法技术

本发明专利技术涉及一种封装结构的解剖、重现方法，包括以下步骤：切割单元对电子元件封装结构从该结构的某表面进行切割；清洗单元对切面进行清洗；结构形貌探测单元对该面扫描得到切面的二维图像；化学成分探测单元扫描该切面得到切面中某些点的化学元素成分；计算机根据二维图像得到多个切面的二维几何模型；通过拉伸和堆叠形成电子元件封装结构的三维几何模型；再根据各切面中某些点的化学元素成分形成电子元件封装结构的三维模型。本发明专利技术能够实现电子封装3D结构的精确解剖和重现，有效提高了电路结构分析、故障定位和失效分析的效率。

Dissection and reproduction method of packaging structure

The invention relates to a method to reproduce the anatomy, packaging structure, which comprises the following steps: cutting unit for cutting electronic components and packaging structures from a surface of the structure; the cleaning unit for cleaning section; the surface morphology detection unit to scan two-dimensional image plane; chemical composition detection unit for scanning the section of chemical elements in view of some components; the computer according to the two-dimensional geometry model of two-dimensional images from multiple views; the formation of a three-dimensional geometric model of electronic component packaging structure by stretching and stacking; then according to the three-dimensional model of chemical elements of the cutting surface in certain components form electronic component packaging structure. The invention can realize the accurate dissection and reappearance of the 3D structure of the electronic package, effectively improve the efficiency of the circuit structure analysis, the fault location and the failure analysis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子封装产品的研究方法，特别是一种解剖、重现方法。
技术介绍
电子产品组装完成后，需要监测实际组装产品与原始设计之间的差异，监测每一层结构和位置误差，以判断成品是否满足设计需求，对封装结构的解剖和重现的是最直观、有效的方法；另一方面，电子产品的封装生产线，需要监控同一类型产品对个生产批次产品的结构尺寸数据，以验证封装工艺的稳定性，确保同类产品的结构尺寸波动在可接受范围内，对封装结构进行解剖和重现可以快速实现多样品的差异化对比；同时，在失效分析的过程中，为了快速定位失效原因，工艺人员往往都会采取解剖电路的方法直接定位问题所在区域。目前业界没有比较通用、有效的封装结构，特别是复杂封装结构的解剖、重现系统和方法。在研究电路的封装结构过程中，经常会解剖失败，破坏了原有产品的构架，导致产品各部件分崩离析，并没有得到一些想要的信息。而且，在解剖比较成功的前提下，得到的可用信息也是很有限，并不能全面反应出产品的结构形貌和材料属性，而由于解剖过程已经破坏了原产品，再次解剖以寻找其他有用信息也不可能实现了。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种能够进行快速、自动、精度高、搜集信息全面的封装结构的解剖、重现方法，以克服上述缺陷。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种封装结构的解剖、重现的系统，包括紧固单元、切割单元、清洗单元、化学成分探测单元、传动单元、结构形貌探测单元和计算机；紧固单元用于固定电子元件封装结构；传动单元与紧固单元连接，用于根据计算机指令移动紧固单元位于切割单元、清洗单元、化学成分探测单元或结构形貌探测单元的下方；切割单元，用于对电子元件封装结构进行切割；清洗单元，用于对切割后的电子元件封装结构切面进行清洗；结构形貌探测单元，用于对切面扫描得到切面的二维图像并发送至计算机；化学成分探测单元，用于对切面扫描得到切面中某些点的化学元素成分发送至计算机；计算机，用于根据二维图像得到该切面的二维几何模型，进而通过拉伸和堆叠形成电子元件封装结构的三维几何模型；再根据各切面中某些点的化学元素成分形成电子元件封装结构的三维模型。所述切割单元采用激光切割机、湿法腐蚀机或干法研磨机中的一种。所述清洗单元采用等离子清洗机、气象清洗机或有机溶剂清洗机中的一种。所述结构形貌探测单元为X射线发生仪、光学显微镜或超声扫描仪中的一种。所述化学成分探测单元为扫描电镜。一种封装结构的解剖、重现的方法，包括以下步骤：1)计算机控制传动单元传动紧固单元位于切割单元下方；切割单元对电子元件封装结构从该结构的某表面进行切割；2)计算机控制传动单元传动清洗单元位于切割单元下方；清洗单元对切割后的电子元件封装结构切面进行清洗；3)计算机控制传动单元传动结构形貌探测单元位于切割单元下方；结构形貌探测单元对该面扫描得到切面的二维图像并发送至计算机；4)计算机控制传动单元传动化学成分探测单元位于切割单元下方；化学成分探测单元扫描该切面得到切面中某些点的化学元素成分发送至计算机；5)计算机根据二维图像得到该切面的二维几何模型；重复步骤1)-4)，得到多个切面的二维几何模型；通过拉伸和堆叠形成电子元件封装结构的三维几何模型；再根据各切面中某些点的化学元素成分形成电子元件封装结构的三维模型。所述计算机根据二维图像得到该切面的二维几何模型包括以下步骤：计算机对采集到的二维图像提取图像中的线条，并将线条中各点坐标输入到CAE中，形成该切面的二维几何模型。所述通过拉伸和堆叠形成电子元件封装结构的三维几何模型包括以下步骤：根据某切面的二维几何模型所在切面与下一个二维几何模型所在切面之间的距离作为拉伸高度，将该切面的二维几何模型拉伸形成对应的三维几何模型；将所有切面的二维几何模型对应的三维几何模型依次堆叠，形成电子元件封装结构的三维几何模型。所述根据各切面中某些点的化学元素成分形成电子元件封装结构的三维模型包括以下步骤：根据各切面中某些点的化学元素成分、调用CAE中与化学元素成分相同的材料属性信息；根据各切面中这些点的坐标、将材料属性信息附加给三维几何模型；然后将相邻且具有相同材料属性信息的三维几何模型合并成一体，最终形成电子元件封装结构的三维模型。步骤1)之前预先将电子元件封装结构进行灌封。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术能够实现电子封装3D结构的精确解剖和重现，有效提高了电路结构分析、产品一致性评估、产品故障定位和失效原因分析的效率。2.本专利技术实现了切割、清洗、化学成分探测、结构形貌探测的结合，能够自动将封装结构进行分层切割、切割后的清洗以及对每个层面进行化学成分探测和结构形貌探测，得到封装结构内部的结构形貌和元素分布。3.本专利技术可以完整的提取封装结构的所有信息。这种封装结构的解剖、重现系统和方法可以广泛应用于电路的失效分析、提取结构参数、验证工艺稳定性、评估工艺等方面，可以得到电路完整的结构、材料、空间布局信息。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2是本专利技术的硬件结构示意图；图3是DIP封装结构某切面示意图；图4是DIP封装结构某切面及某些点的元素成分示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。一种封装结构的解剖、重现方法，包括，a.将封装结构进行灌封处理，使待分析封装结构成长方体；b.逐层切割和探测封装结构，获得每层结构信息和化学成分；b1.从结构顶部表面开始向下切割，切割步进距离为设定值△S；b2.清洗切割后露出的切面；b3.探测切割后新切面的结构形貌；b4.探测切割后露新切面的化学成分；b5.将切割后新切面的结构形貌和化学成分存储到计算中；b6.循环步骤b1～b5步骤至封装结构的最底层；c.使用CAE软件将计算机总的信息汇总并还原原有封装的三维结构。一种封装结构的解剖、重现方法，包括(1)对封装结构逐层进行切割；(2)对封装结构逐层进行清洗；(3)对封装结构逐层进行化学成分探测；(4)对封装结构逐层进行结构形貌探测；(5)对封装结构各层的信息进行汇总。(6)对封装结构整体进行CAE还原。完成(1)切割步骤之后，应先进行(2)清洗步骤，再进行(3)化学成分扫描或(4)结构形貌探测步骤。逐层(3)化学成分扫描和(4)结构形貌探测的顺序可以调整。对封装结构逐层进行切割的方法包括：激光切割、物理研磨、化学腐蚀等。本例优选激光切割的方法。切割方法，切割过程由独立的切割模块或单元完成。对封装结构逐层进行清洗的方法包括：气相清洗、等离子清洗、有机溶剂清洗、气体吹淋等方法。本例优选有机溶剂清洗和气体吹淋方法结合使用，先用有机溶剂冲洗再用气体吹淋。有机溶剂清洗宜选用易挥发溶剂。有机溶剂优选乙醇。气体宜选用成本低且化学性质稳定的气体。气体优选氮气。对封装结构逐层进行化学成分扫描方法优选扫描电镜方法。化学成分扫描探测，可以只探测关键位置的化学成分。对封装结构逐层进行结构形貌探测的方法包括：光学显微镜观察、X射线照射、超声扫描等方法。优选超声扫描方法。对封装结构整体进行还原，是指，根据每层的信息，按照逐层叠加的方法，将被解剖的封装结构实体，还原成计算机三维模型。对封装结构各层的信息进行还原，还原后的三维模型结构尺寸与原有实体封装结构基本一致。对封装结构整体进行成分分析，是指可以分析原有封装模型主要位置的材料化学成分。利用传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装结构的解剖、重现方法，其特征在于包括以下步骤：1)计算机控制传动单元传动紧固单元位于切割单元下方；切割单元对电子元件封装结构从该结构的某表面进行切割；2)计算机控制传动单元传动清洗单元位于切割单元下方；清洗单元对切割后的电子元件封装结构切面进行清洗；3)计算机控制传动单元传动结构形貌探测单元位于切割单元下方；结构形貌探测单元对该面扫描得到切面的二维图像并发送至计算机；4)计算机控制传动单元传动化学成分探测单元位于切割单元下方；化学成分探测单元扫描该切面得到切面中某些点的化学元素成分发送至计算机；5)计算机根据二维图像得到该切面的二维几何模型；重复步骤1)‑4)，得到多个切面的二维几何模型；通过拉伸和堆叠形成电子元件封装结构的三维几何模型；再根据各切面中某些点的化学元素成分形成电子元件封装结构的三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种封装结构的解剖、重现方法，其特征在于包括以下步骤：1)计算机控制传动单元传动紧固单元位于切割单元下方；切割单元对电子元件封装结构从该结构的某表面进行切割；2)计算机控制传动单元传动清洗单元位于切割单元下方；清洗单元对切割后的电子元件封装结构切面进行清洗；3)计算机控制传动单元传动结构形貌探测单元位于切割单元下方；结构形貌探测单元对该面扫描得到切面的二维图像并发送至计算机；4)计算机控制传动单元传动化学成分探测单元位于切割单元下方；化学成分探测单元扫描该切面得到切面中某些点的化学元素成分发送至计算机；5)计算机根据二维图像得到该切面的二维几何模型；重复步骤1)-4)，得到多个切面的二维几何模型；通过拉伸和堆叠形成电子元件封装结构的三维几何模型；再根据各切面中某些点的化学元素成分形成电子元件封装结构的三维模型。2.根据权利要求1所述的一种封装结构的解剖、重现方法，其特征在于所述计算机根据二维图像得到该切面的二维几何模型包括以下步骤：计算机对采集到的二维图像提取图像中的线条，并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹤然，张斌，马艳艳，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十七研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21