背景：在芯片封装领域，铜线键合技术由于其成本效益和良好的电学性能而被广泛应用。铜线键合的芯片使用的发烟硝酸开盖方法不再适用。芯片在认证和失效分析过程中，需要打开封装而不破坏内部的键合结构，这就涉及到铜线键合的开盖能力。

价值：具备良好的铜线键合的开盖能力是芯片认证质量的保证，同时也是确保失效分析成功率的重要因素之一。芯片开盖作为破坏性分析的第一站，开盖能力的提升对实验室能力建设具有重大的意义。

现状：早期在没有试剂配方时铜线键合样品开盖后键合丝几乎全断

咨询业界TOP第三方实验室获得了一个配方（硫酸：硝酸=1:1,130℃），铜线键合样品开盖基本能够保证线不断，但不稳定（如下图中间打线会有几根断线的情况）。

在发烟硝酸中加入浓硫酸可以抑制硝酸对铜的腐蚀，这种开盖方法被业界普遍应用。而各家实验室的配方均对外保密，我们获得的配方可能并不是一个最优配方，因此需要进行研究找到一个最优配方。

为什么加入硫酸可以抑制硝酸对铜的腐蚀？

机理如下：

a）硝酸根离子的氧化性和氢离子的关系

硝酸根离子表现强氧化性依赖于溶液中的氢离子，硝酸的氧化反应实际上是硝酸根离子在酸性条件下获得电子的过程。铜与硝酸的反应中，硝酸根离子在氢离子存在时：NO3-+4H++3e-→NO+2H2O。这表明氢离子是参与硝酸根离子还原反应的必要物质。

当加入硫酸后，硫酸大量电离出氢离子，使得溶液中的氢离子浓度大幅增加。根据能斯特方程（用来计算电极上相对于标准电势而言的指定氧化还原对的平衡电压的方程。

在电化学中，能斯特方程表达式为：E=E°- (2.303*RT) * (logQ°-logK°)），对于硝酸根离子/氮氧化物电对，氢离子浓度增加会改变该电对的电极电势。电极电势的改变会影响硝酸根离子的氧化能力，使得其氧化能力在一定程度上降低。

b）铜表面保护膜的形成

铜和硫酸反应式如下：Cu + 2H2SO4(浓)=Cu2SO4+SO2↑+ 2H2O。硫酸亚铜是一种溶解度相对较小的物质，它会在铜表面沉淀形成一层保护膜。这层保护膜会阻止硝酸分子或硝酸根离子与铜表面的直接接触，从而抑制硝酸对铜的腐蚀（因此有的实验室为了开盖效果更好，会在配方中加入硫酸铜或硫酸亚铜）。从反应动力学角度来看，铜表面被硫酸亚铜覆盖后，硝酸根离子与铜表面的有效碰撞频率大大降低，使得腐蚀反应的速率显著减小。

c）竞争反应的影响

溶液中存在硝酸和硫酸时，由于硫酸提供了大量的氢离子，硝酸根离子和硫酸电离出的氢离子之间存在一种竞争关系。硫酸电离出的氢离子会与硝酸根离子结合参与反应，但这种结合可能会改变硝酸根离子的反应路径或者反应速率。例如，可能会形成一些中间产物或者过渡态物质，这些物质的形成使得硝酸根离子原本对铜的腐蚀反应受到干扰，从而抑制了硝酸对铜的腐蚀。

研究目的：对铜线键合样品开盖进行研究，提升铜线键合样品开盖能力。

本文将使用6西格玛工具对铜线键合芯片进行开盖研究

通过对开盖后的样品使用SEM检查键合丝直径和形貌，研究不同配方下铜线键合样品的开盖效果。

确定主要研究因子：

IPO分析：

DOE1：

DOE1结果交互作用显著但主效应不显著，结合DOE1的结果和文献内容，固定温度（一个高温一个低温条件），变动硝硫配比做单因子研究，探寻可能存在的曲线。

DOE2：

从实验结果看，70℃下有两个化学配方直径基本一致，通过对开盖形貌进行观察，确认在XX条件下形貌更优，故选用该化学配方。

验证：对最优的配方重复10次试验，验证效果。

推广：将改善后配方应用于其他常见封装类型芯片开盖可见开盖效果得到显著提升。