塑封集成电路开盖的质量是塑封集成电路失效分析能够成功的关键，本文将介绍几种常见的塑封集成电路开盖流程与方法，并提供主流的芯片开盖化学配方。

开盖流程：去塑料包封层应顺序采用铣削和化学蚀刻方法,进行这些工作前应做好前期工作。

1、前期工作

开封前进行的X射线检查所确定的芯片形状、位置和尺寸、键合丝的高度等信息有助于选择将要在塑封表面铣削的沟槽所适用的掩模或垫圈及铣削的沟槽深度,在进进行湿法去包封之前应先烘烤样品,以去除包封中所有的水汽,以防止酸腐蚀金属而产生附加缺陷。

注意事项:

a、去包封层的质量对后续检查结果有很大影响。应保留开封过程的异常现象和可能的寄生现象的详细记录。

b、采用湿法技术时不应暴露引线架上的键合丝。这些键合处通常用于镀银并且化学剂很容易使其退化。

2、铣削     

本步骤虽并非必须进行,但对于人工湿法刻蚀和等离子体刻蚀通常有用。采用铣削工序不仅能减少刻蚀时间,而且有助于确保在暴露芯片表面前先暴露出引线架,以防止引线断裂。任何适用的研磨机械都可使用，目前通常使用激光开盖进行预减薄。

铣削工作按下述程序进行:

a)为了在铣削期间能确保键合丝的完整性,应保留0.2mm的塑料覆盖层;

b)利用X射线检查所获得的数据,计算出需要铣削沟槽的深度;

c)将器件安装在铣削机的固定夹具上，工作面应与铣削面平行;

d)开启铣床,向下移动铣头至计算好的深度。所铣削的沟槽的尺寸应比芯片更长更宽。

注：现在已经很少使用铣削机，已被激光开盖机所替代；但激光开盖机费用比较贵，因此可以通过铣削机做塑封层预减薄。

3、刻蚀

3.1 手工湿法刻蚀

1）手工湿法刻蚀优缺点如下:

优点:如果适用的仪器准备就绪,可较快的获得结果。

缺点:从芯片表面去除污染物会阻碍化学分析;需非常小心,注意人身安全。

2）设备和材料，手工湿法刻蚀所需手工湿法刻蚀设备和材料如下:

a)烧杯,金属块,烘干器,铝称重盘,点滴器。

b)用作刻蚀剂的发烟硝酸和硫酸。用作漂洗剂的丙酮,异丙醇或甲醇。

3）程序，手工湿法刻蚀工作程序如下:

a)激光开槽：一个沟槽或刻上一个小印痕;

b)用粘性铝箔条制成遮板,以防护特殊区域不被刻蚀;

c)将器件安装在铜或铝板上,将其放入铝制的称量皿中,置于温度约为90°C的加热盘上,等待几分钟(视器件的热容量不同而有差异)以使包封层的温度上升到接近90°C。

d)将少量的发烟硝酸倒入烧杯,用点滴器滴几滴(视器件的尺寸不同而有差异)发烟硝酸到器件上。

e)清洗:用冷硝酸漂洗几秒钟,再用丙酮喷雾清洗,然后用异丙醇喷雾清洗或用甲醇进行超声消洗。然后用干燥的空气吹干。

f)重复步骤c)至e),直至暴露出芯片。

g)如果必要,再在10:1的O2与CF4的混合气体中进行等离子清洗(50W,30min-60min)。

注:

a)多数塑封材料可使用发烟硝酸,对酐类环氧树脂可使用硫酸作溶媒。

b)采用发烟硝酸时应注意工作温度。室温下发烟硝酸对塑料几乎不走起作用。与酸反应时,应保证器件温度较高,使暴露时间可以较短,以利于提高刻蚀质量。当温度升高到接近100°C时,只需几分钟,便可完成开封工作。更高的温度是不必要的,因为其仅会使硝酸分解,挥发出NO2并吸收水分而变为黄色稀硝酸。稀(黄)硝酸能与器件中的金属反应,这是应当防止的。

c)采用硫酸时,硫酸必须加热至大约150°C。

d)漂洗时应使用去离子水。

e)本操作应充分注意安全。

3.2湿法化学喷射刻蚀

即使用化学开封机进行开盖，好处是效果好，但是设备贵且容易坏，一般很少去采购使用。

3.3等离子刻蚀

1）等离子刻蚀优缺点

等离子刻蚀有很高的区域选择性(本技术能把对芯片金属和引线架的的刻蚀减小到很小),同时能避免湿法化学喷射刻蚀的不安全和沾污等问题。与湿法化学喷射刻蚀相比,等离子处理是一个较温和的过程,因此可能暴露出引线两端的键合点。

缺点是需要的时间长得多。

2）设备和材料，等离子刻蚀所需设备和材料如下:

a)非反应离子刻蚀系统;

b)O2:CF4(80:20)混合气体。

3）程序，等离子刻蚀应按下列程序进行:

a)激光开槽：一个沟槽;

b)如果必要,用铝箔罩模覆盖,仅将待刻蚀的区域暴露在等离子体中;

c)将样品妥善地固定在喷嘴下方,启动等离子体设备;

d)去包封层前应用压缩空气吹几分钟,将填充材料(如石英粉粒)从表面清除;

e)去包封层应在O2:CF4(80:20)混合气体中,压强约为50Pa~100Pa下进行。

注:

a)去包封层通常需要5h至15h(时间长短取决于器件的类型和沟槽的深度);

b)O2:CF4等离子体(通常用于去包封层)对铝和金不起作用,但会浸蚀其他金属和玻璃等钝化物(特别是Si3N4钝化物)。

总结：由于效率要求，通常采用手工湿法开盖，湿法开盖对于化学配方的要求很高，特别是5G的化合物芯片，必须用到先进的开封技术。

常用的化学配方如下所示：

注：红胶封装（酐类环氧树脂）需要使用硫酸，清洗是需要使用异丙醇。