一种针对陶瓷气密性封装类产品去除芯片表面硅胶的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种针对陶瓷气密性封装类产品去除芯片表面硅胶的处理方法。该方法是对98％的浓硫酸进行高温加热，通过控制腐蚀液的温度以及产品的腐蚀时长对气密性封装中的耐压隔离硅胶进行去除。因高温下的浓硫酸对有机材料具有强腐蚀性，但对于铝金属的腐蚀较弱，通过控制腐蚀时长，能够很好的降低对芯片上的铝金属层以及硅胶下层的聚酰亚胺层的腐蚀速率，使芯片上的打线不被破坏，可以进一步的进行电测以及观察打线焊点的完整性。行电测以及观察打线焊点的完整性。行电测以及观察打线焊点的完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种针对陶瓷气密性封装类产品去除芯片表面硅胶的处理方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种针对陶瓷气密性封装类产品去除芯片表面硅胶的处理方法。

技术介绍

[0002]半导体封装技术按照密封程度的可分为气密性封装和非气密性封装两大类。非气密性封装主要是树脂材料密封，方法多样化，如涂覆、加热、浸泡、铸造等。气密密封技术主要是焊料密封，低熔点玻璃密封、缝口熔接以及激光密封等。两种封装技术因封装成本不同、可靠性需求等而被运用到不同的环境，如非气密性封装成本较低，常被用在消费类产品中，但其耐湿性方面不如气密密封封装，所以无法运用在高可靠性环境中。本次的分析的器件正是气密密封封装方式中的焊料密封，是将金属盖焊接在陶瓷载板上，然后做半导体器件的气密密封。
[0003]在此陶瓷载板上贴装了多颗芯片，并采用打线的方式，将芯片的信号端通过金线引出到陶瓷载板上，部分芯片表面附有硅胶层、聚酰亚胺层，用于保护芯片内部的金属键合丝，不受外力碰撞损坏，以及起到绝缘的作用。之所以采用硅胶，是因为当前半导体塑料基封装材料有环氧模塑料(EMC)、有机硅封装材料(硅胶)以及聚酰亚胺，而其中硅胶有较好的耐热性、耐腐蚀性、绝缘性，所以被用在半导体芯片涂层及LED封装胶上，并且硅胶同时也可附在芯片表面含有的聚酰亚胺层上。所以当器件封装过程中同时存在硅胶以及聚酰亚胺两种材料时，对失效分析中的化学腐蚀便是一种挑战。因硅胶流动性较差，生产商为了导电性、介电系数等常在硅胶掺杂不同的颜色，使其透光性较差，无法观测芯片表面情况，只能通过化学腐蚀的方式进行处理。但其固化后坚硬程度较高，因而在失效分析化学腐蚀的处理过程当中，很难被去除。
[0004]化学腐蚀是失效分析技术中很重要的组成部分，通过化学腐蚀对器件进行开盖、平面以及截面腐蚀、剥层等，进而观察器件内部的电气互联、芯片表面的损坏、烧伤等情况，也可为后续其他失效分析项目做前期处理。
[0005]当前半导体失效分析通过化学方式处理硅胶有以下方式：
[0006]1、将去除金属盖后的器件放置在有机溶剂丙酮或者酒精当中浸泡，等硅胶软化，用棉签或者无尘布擦拭干净；
[0007]2、将去除金属盖后的器件放置在加热中的发烟硝酸中浸泡腐蚀，然后用清水处理干净。
[0008]以上的两种方式都存在明显的缺陷：
[0009]1.在有机溶剂中浸泡会软化硅胶，但时间较长，需要2小时以上，且在后续的清洗以及擦拭过程当中极易将打线金线碰断，导致后续的其他测试无法进行。
[0010]2.发烟硝酸的处理可以将硅胶腐蚀，但同时也会将芯片上的其他有机材料层腐蚀，如聚酰亚胺等，会导致芯片上的打线金线无聚酰亚胺层的保护后脱落。

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的技术问题一方面是为了缩短化学品与硅胶的处理时长，提高工作效率，降低时间成本；另一方面是芯片上有硅胶以及聚酰亚胺两种有机材料时，可以减少化学品与聚酰亚胺层的反应时间，保证打线及芯片上金属层的完整性，方便后续对器件的测试以及芯片的观察测试等。
[0012]本专利技术是通过化学处理的方式快速腐蚀芯片上的硅胶层，同时保护器件打线以及芯片上的其他有机层，使器件的功能不受影响，方便下一步分析，具体步骤如下：
[0013](1)打磨陶瓷气密性封装产品的金属盖四周，减薄金属盖四周密封区域，露出其中的一个角，然后用防静电金属镊子揭开金属盖；
[0014](2)对加热平台进行预热，设置温度320℃；
[0015](3)取质量分数98％的浓硫酸放置到加热平台上，加热至肉眼可看见明显的白雾状态；
[0016](4)将样品放入所述浓硫酸中20秒；
[0017](5)20秒计时结束，取出样品，将样品缓慢的放入纯水清洗第一遍；
[0018](6)将清洗过的样品放入装有纯水的中，用超声清洗第二遍。
[0019](7)清洗好的样品无需吹干，直接放入丙酮中，超声清洗第三遍。
[0020](8)取出清洗过的样品，静置风干。
[0021]因高温下的浓硫酸对有机材料具有强腐蚀性，但对于铝金属的腐蚀较弱，通过控制腐蚀时长，能够很好的降低对芯片上的铝金属层以及硅胶下层的聚酰亚胺层的腐蚀速率，使芯片上的打线不被破坏，可以进一步的进行电测以及观察打线焊点的完整性。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的工艺流程图。
[0023]图2是实施例中的陶瓷气密性封装产品利用本专利技术的工艺除胶前的照片。
[0024]图3是图2的陶瓷气密性封装产品利用本专利技术的工艺除胶后的照片。
具体实施方式
[0025]下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。
[0026]实施例
[0027]如图1所示流程，将陶瓷气密性封装产品(图2所示)用电磨机打磨金属盖四周，减薄金属盖四周密封区域，露出其中的一个角，然后用防静电金属镊子揭开金属盖，观察器件内部芯片的硅胶情况，判断芯片表层的金属层、打线的材质，有无其他有机材料等；
[0028]穿戴好EHS防护用品，清理耐酸碱通风柜台面上的其他化学品，打开加热平台，设置温度320℃，加热5分钟，可根据加热台的型号，加热速度，调整预热时间；
[0029]根据实验样品的大小，在耐酸碱的通风柜当中操作。取30ml 98％浓硫酸倒入玻璃烧杯，然后将玻璃烧杯放置到320℃的加热平台上，加热30分钟至肉眼可看见明显的白雾(吸水放热)状态；
[0030]打开计时器，设定时长30s；
[0031]用防静电金属镊子夹住样品封装载板的两端，在计时器剩余20秒时，将样品放入
加热的浓硫酸中，此时观察发现硅胶正在快速反应，有类似灰色的反应物质冒出，硅胶材质或者颜色不同，反应物颜色不同；
[0032]计时器响起，取出样品，因样品上浓硫酸的温度较高，且遇水放热的原理，操作人员需将样品缓慢的放入纯水当中来回轻微晃动清洗第一遍；
[0033]将清洗过的样品放入装有纯水的玻璃杯中，放置超声清洗机，用超声机清洗30秒；
[0034]将清洗好的样品无需吹干，可直接放入装有丙酮的玻璃杯中，然后用超声机继续清洗约30秒；
[0035]取出清洗过的样品，在样品处理台静置风干。
[0036]风干后可放置在光学显微镜处观察，如图3所示，硅胶已被去除干净，且硅胶下层的聚酰亚胺层得以最大程度的保留，打线完成。此方式可适用于陶瓷类封装产品，且芯片表面附有硅胶及聚酰亚胺层，同时硅胶内含有打线，打线可为金、铜、铝材质等均可适用。
[0037]以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对陶瓷气密性封装类产品去除芯片表面硅胶的处理方法，所述陶瓷气密性封装类产品的芯片表面附有硅胶及聚酰亚胺层，同时硅胶内含有打线，其特征在于，包括以下步骤：(1)打磨陶瓷气密性封装产品的金属盖四周，减薄金属盖四周密封区域，露出其中的一个角，然后用防静电金属镊子揭开金属盖；(2)对加热平台进行预热，设置温度320℃；(3)取质...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭敏，
申请(专利权)人：芯康检测技术无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：