芯片开封decap简介及芯片开封在失效分析中应用案例分析半导体元器件失效分析可靠性测试 2024年07月08日 15:32 北京DECAP：即开封，业内也称开盖，开帽。是指将完整封装的IC做局部腐蚀，使得IC可以暴露出来 ，同时保持芯片功能的完整无损，为下一步芯片失效分析实验做准备，方便观察或做其他测试。通过芯片开封，我们可以更为直观的观察到芯片内部结构，从而结合OM，X-RAY等设备分析判断样品的异常点位和失效的可能原因。开封方法及注意事项激光开封：主要是利用激光束将样品IC表面塑封去除，从而露出IC表面及绑定线。优点是开封速度快，操作方便，无危险性。化学开封：选用对塑料材料有高效分解作用的化学试剂，如发烟硝酸和浓硫酸。主要操作方法：将化学试剂滴入样品IC封装表面中，待聚合物树脂被腐蚀成低分子化合物，然后用镊子夹着样品，在玻璃皿中以纯水为溶液用超声波清洗机将低分子化合物清洗掉，再放置加热台上烘干从而暴露芯片表面。技术经验：针对有些特殊封装的芯片或者有特别开封要求的客户，可以先用激光部分开封，再用试剂腐蚀，效率更高。针对不同的封装黑胶，选用不同的试剂，或者比例混合试剂，通过精准把控腐蚀时间，保证开封的成功率和准确性；DECAP设备展示图片图片图片图片芯片开封在失效分析中应用案例分析案例1根据客户要求，将测试样品IC 进行开封测试，开封后观察表面晶圆是否有烧痕、碳化等异常。测试图片：图片样品全图图片烧毁样品图片正常品测试结果：试验后，失效样品与好品对比表面晶圆发现有不同程度的烧点，且由于化学试剂的配比有所不同，有可能造成腐蚀太过或腐蚀不到位置，如上图“烧毁样品”所示，样品过于腐蚀造成IC表面铜走线脱落。案例2根据客户要求，将测试样品IC 进行开封测试，开封后观察表面是否有异常。测试图片：图片样品背面图图片Decap后OM图片明场OM测试结果：没有发现明显异常。案例3根据客户要求，将测试样品IC 进行开封测试，开封后观察表面是否有异常。测试图片：图片样品背面图图片Decap后OM图片明场OM测试结果：没有发现明显异常。案例4根据客户要求，将测试样品IC 进行开封测试，开封后观察表面是否有异常。测试图片：图片样品背面图图片Decap后OM图片明场OM测试结果：没有发现明显异常。开封岗位需要工程师对试剂的种类、性能、用途、使用方法有丰富的理论基础和实践经验，了解客户样品的封装材料及内部芯片的位置、结构等信息，并针对特殊封装的样品具有开创性的思路和实验创新精神。来源：季丰电子图片半导体工程师半导体经验分享，半导体成果交流，半导体信息发布。半导体行业动态，半导体从业者职业规划，芯片工程师成长历程。203篇原创内容公众号图片赵工134****3602zhaojh@kw.beijing.gov.cn欢迎各公众号，媒体转载，申请加白名单秒通过投稿/推广/合作/入群/赞助/转发 请加微信134****3602

蔡司显微分析技术分享会

芯片失效分析及检测、加工手段及常用设备半导体工程师 2023-03-15 09:23 发表于北京以下文章来源于米格实验室 ，作者米格实验室失效从失效模式和失效机理一般分类为：断裂失效分（应力腐蚀、高温应力断裂、疲劳断裂等）、非断裂失效（基本为磨损失效、腐蚀失效、变形效）、复合失效机理（多种失效机理综合作用而成导致的失效）。 失效分析一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。其方法分为有损分析，无损分析，物理分析，化学分析等。 失效分析的意义1、失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。2、失效分析为工艺不断改进或者迭代优化修复芯片的设计。3、失效分析为有效的故障诊断提供了必要的证据支持。4、为生产测试提供必要的环节补充，提供必要的信息基础。失效分析流程一般是什么？图片主要步骤和内容常用设备1、开封：去除IC封胶，同时保持芯片功能的完整无损，保持die，bondpads，bond wires乃至lead-frame不受损伤，为下一步芯片失效分析实验做准备。图片2、EMMI侦测：EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具，提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光），由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。图片3、OBIRCH应用：OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析。利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等，也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。4、X-Ray 无损侦测：检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。图片5、SAM (SAT)超声波探伤：可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如：晶元面脱层、锡球、晶元或填胶中的裂缝、封装材料内部的气孔，各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞。图片6、切片分析：对线路板上电子元器件的焊接质量进行检测，对电子元器件进行截面焊点微结构、润湿问题、空洞、裂纹等显微观察。半导体实验室服务能力设备 服务项目用途X-Ray 2D X-Ray 2D扫描，查找缺陷3D X-Ray 3D扫描，空间失效点定位，或封装材料分层EMMI 微光显微镜 侦测IC内部所放出光子，定位失效点OBIRCH IR-OBIRCH 用于定位失效点研磨抛光 金相切片 通过磨抛系统，使得失效位置的金相结构显露出来CP+SEMTEM分析 透射电子显微镜 FIB+TEM+EDXFIB 集成电路修改、沉积、失效点解剖、拍照、微细结构加工 FIB+EDSFIB测试SEM/EDX 扫描电子显微镜 形貌、成分、背散射电子成像探针台 电性能测试（IV、暗电流）、芯片检查（mapping） IV曲线Probe针（硬针，常规）Probe针（软针）Probe测试C-SAM 超声波扫描电镜 封装芯片密封性测试、芯片失效点定位红外热像仪 普通扫描 定位失效点高分辨扫描开封 激光开封 用于定位失效点化学开封（金线）/去封装化学开封（非金线）/去封装（特殊封装BGA/CSP）化学开封-去除聚酰亚胺化学开封-去POLY取die来源于米格实验室，作者米格实验室图片赵工134********zhaojh@kw.beijing.gov.cn欢迎各公众号，媒体转载，申请加白名单秒通过投稿/推广/合作/入群/赞助/转发 请加微信134********

半导体IC芯片开封方法半导体工程师 2023-05-23 08:57 发表于北京芯片开封的目的开封后，我们能清晰看到芯片表面状态，观察芯片划片道是否有崩边、裂纹，观察芯片表面是否存在异常，观察芯片logo信息，测量芯片尺寸和键合线线径，观察键合线材质，观察钝化层的完整性等芯片内部信息。图片一般常用的开封方法有化学开封、机械开封、激光开封，Decap实验室可以处理几乎所有的IC封装形式，键合线类型(Au、Cu、Ag、Al)。针对不同的键合线类型有不同的腐蚀方法，聚合物树脂被腐蚀液腐蚀成易溶于丙酮的低分子化合物。在超声波的作用下，低分子化合物被清洗掉，从而暴露出芯片表面。Au线腐蚀液：发烟硝酸（工作温度100度）Cu线腐蚀液：发烟硝酸5：硫酸3（工作温度100度）Ag线腐蚀液：发烟硝酸+碘少量，混合成乳白色即可（工作温度100度）Al线腐蚀液：发烟硝酸（IC器件工作温度100度，大功率器件工作温度85度）激光开封图片激光开封机ADVANCED PST-2000芯片开封前用X射线透视仪观察晶圆在塑封中的位置并识别键合线类型，在激光开封机上对应芯片晶圆位置，选择合适开封区域（大于晶圆位置即可，开封后要保证有一个凹槽，防止下一步腐蚀液外溢，损伤引脚），选择合适的扫描速度和功率，激光开封机减薄至键合丝出现，待化学开封。化学开封图片化学开封机根据键合线类型，将电炉调整合适工作温度，将芯片放在电炉上加热，芯片正面朝上。用吸管吸取少量化学腐蚀液，滴在经激光开封后的凹槽中，树脂表面发生化学反应，出现气泡。反应稍微停止后，再滴一次。连续滴5-10滴后，用镊子夹住，用盛有丙酮的洗瓶将腐蚀的塑封料吹走。芯片放入含丙酮的烧杯中，在超声波机中清洗2-5分钟，然后取出再滴。重复这一步骤，直到芯片完全暴露出来。最后，反复用干净的丙酮清洁，以确保芯片表面没有残留物。将所有产品一次放入98%的浓硫酸中煮沸。这种方法更适合样品量大，要求不高，只需要观察芯片表面是否破裂。需要注意的是，操作过程中要注意安全。机械开封针对空封器件，使用机械开封机，将空封器件金属盖剪切下来，或者使用研磨的方法将空封器件金属盖周边磨至接合处（明显看到接缝又没有完全开，如果磨至金属盖全开，可能会有水和其他污染进入空封器件内，这样会污染晶圆表面），然后用手术刀沿着接缝将金属盖划开，注意力度和方向，不要损伤键合线和晶圆表面。来源：广东华南检测；内容有修改

建议收藏 划片机发展历程芯片失效分析 半导体工程师 2023-02-11 08:37 发表于北京前几天发了晶圆划片文章，反响强烈，不少粉丝要求做进一步介绍，今天请专业人士为你整理了晶圆划片发展历史沿革，供你参考，用得着的可以点赞评论分享给需要的人。划片机发展历程原来划片机经历了这三个阶段精密划片机主要用于硅片、陶瓷、玻璃、砷化镓等材料的加工，也被广泛应用于集成电路 （IC）、半导体等行业。划片机作为半导体芯片后道工序的加工设备之一，用于晶圆的划片、分割或开槽等微细加工，其切割的质量与效率直接影响到芯片的质量和生产成本。图片纵观过去的半个世纪，大规模集成电路时代已向超大规模方向发展，集成度越来越高，划切槽也越来越窄，其对划片的工艺要求越发精细化。迄今为止，在芯片的封装工序中，划片工艺的发展历史大致可分为以下三个阶段。第一阶段：金刚刀划片机19世纪60年代是硅晶体管的发展初期，当时主要应用的划片装置是金刚石划片机，采用的是划线加工法，类似于划玻璃的原理。在晶片的切割街区划出宽2-5μm，深0.15-1.5μm的切线，再从划过线的晶片背面，用圆柱状的碎片工具边压边搓的分裂方法，将晶片分裂成单个芯片。这种方法非常依赖于人工操作，换句话说，操作人员的经验成分占比很大，加压分裂的依赖性就更大。因此，加工成品率很低。第二阶段：砂轮划片机六十年代中期进入集成电路时代，晶圆开始向2英寸、3英寸等大直径化发展。同时，晶圆厚度也从100微米加厚到200-300μm。就器件的划线街宽而言，晶体管发展到了60-100μm，IC为100-150μm，但是当时的砂轮刀片的厚度为150-200μm。在这种情况下，采用原来的工艺方法并不适用。此时，日本研制出世界第一台极薄金刚石砂轮划片机，预示着划片机进入了薄金刚砂轮划片机时代。这种砂轮划片机有效避免了晶圆的裂开性和切槽崩边现象。其原理是通过电沉积法研制而成，即将金刚石粉附着在电镀的金属膜上，因沙粒与沙粒间的间隙被金属填满，增大了沙粒间的粘结力和砂轮的整体韧性，不会产生像树脂和金属粘结剂制成的砂轮上那样的气孔，达到了切割晶圆的实用目的。激光划片机在当时也被认为是接近半导体划片工序的理想设备。其是采用激光束的光熔化硅单晶而进行切割，与金属熔断的加工工艺相似。因此，在切割晶体时烧出的硅粉会四处飞溅，气化状的硅微粒子附着在芯片表面造成污染，芯片也就不能用了。这也是激光划片机的致命缺点。第三阶段：自动化划片机对于金刚刀划片机和砂轮划片机来说，主要目的是提高划片的成品率。但是，随着半导体的需求和产量逐渐增大，对效率的要求越来越高。此时，就有了自动化划片机的需求。自动化划片机主要分为半自动和全自动两种类型。半自动划片机主要是指被加工物的安装及卸载作业均采用手动方式进行，只有加工工序实施自动化操作的装置。而全自动划片机可全部实现全自动化操作。自从进入大规模集成电路时代之后，器件的设计原则开始追求微细化，即在提高元件工作速度的同时，减小芯片的面积。这时晶圆的线宽已经发展到5μm、3μm，甚至达到1μm左右。由于芯片表面图形复杂，若在划片时产生磨屑附着在刀片上，在以后的工序中，不仅会造成电气短路，封装好后，芯片工作发热也会使得硅屑向四周扩散，致使保护膜和铝线变质。因此，划片自动化需要充分考虑划片过程中所包含的各种不良因素，比如机床校准、自动划片、故障诊断、各部件功能、性能和可靠性等。目前，国际市场上的自动化划片机已有效解决上述问题，且半自动划片机已实现切割速度为800mm/s,定位精度≤5μm ；全自动切割速度最高达1000mm/s，定位精度≤2μm。我国真正开始研制砂轮划片机是从70年代末开始的，一直到1982年研制出了第一台国产化的砂轮划片机。经过三十多年的努力与追赶，国内自主研发的金刚砂轮划片机性能已基本与国际市场持平。例如，深圳博捷芯的单轴、双轴精密划片机，不仅切割精度均≤2μm，且实现6、8、12英寸一机兼容。图片博捷芯（深圳）半导体有限公司，是一家专业从事半导体材料划片设备及配件耗材的研发、生产、销售于一体的高新技术企业。公司专注于半导体材料精密切磨领域，成功研制出兼容12、8、6英寸自动精密划片设备，建设并完善了该设备的标准产业化生产线，力求为客户提供优质的划切设备与完整的划片工艺解决方案。目前已成功研制并量产 LX3352单轴高端精密划片机，兼容6-12英寸材料切割，设备性能均超国际标准。更建立了完善的交货和售后保障，缩短交货周期至3个月，并能对客户在用的国外品牌部分设备进行维护。产品适应于半导体领域不同材料的复杂精密切割，广泛应用在半导体集成电路、GPP/LED氮化镓等芯片、分立器件、LED封装、光通讯器件、声表器件、MEMS等芯片划切生产中。好啦，把划片机发展历程转给需要的人吧。你对划片机还有什么想说的可以留言互动哦，小编第一时间为您精选。图片赵工134********zhaojh@kw.beijing.gov.cn欢迎各公众号，媒体转载，申请加白名单秒通过

国内最大探针台企业，矽电股份即将创业板首发上会失效分析 赵工 半导体工程师 2023-04-14 09:41 发表于北京2023年4月6日深交所披露：深圳证券交易所上市审核委员会定于2023年4月13日召开2023年第21次上市审核委员会审议会议，审核矽电半导体设备（深圳）股份有限公司（首发）。本次冲刺创业板，公司拟募资5.56亿元，计划用于投入“探针台研发及产业基地建设项目”、“分选机技术研发项目”、“营销服务网络升级建设项目”、“补充流动资金”。图片作为探针台设备的“本土之光”，矽电股份成立于2003年，是一家半导体设备供应商，已获得多位股东的增资，包括丰年资本、华为哈勃等明星股东。下游客户包括三安光电、比亚迪半导体、燕东微、华天科技、兆驰股份、华灿光电、士兰微等。矽电股份专注于半导体探针测试技术领域，主要产品是探针台设备。探针测试技术应用于半导体制造晶圆检测（CP, Circuit Probing）环节，也应用于设计验证和成品测试（FT, Final Test）环节，是检测芯片性能与缺陷，保证芯片测试准确性，提高芯片测试效率的关键技术。根据SEMI和CSA Research统计，2019年中国大陆探针台设备市场中，矽电股份市占率为13%，全球排名第四，中国大陆排名第一。主要竞争对手包括日本的东京精密和东京电子，中国台湾的惠特科技和旺矽科技，这四家厂商的市占率分别是34%、24%、14%、2%。目前，矽电股份的探针台设备主要用于半导体制造过程中的晶圆测试环节，应用领域涵盖集成电路、光电芯片、分立器件、第三代化合物半导体等，客户覆盖士兰微、比亚迪半导体、燕东微、华天科技、三安光电、光迅科技、歌尔微等晶圆制造、封装测试、光电器件、分立器件及传感器生产厂商。2020年至2022年，矽电股份的营收和净利润呈现增长的态势，三个年度的营收分别为1.88亿元、3.99亿元、4.42亿元；归母净利润分别为3363万元、9724万元、1.16亿元。》》募资5.56亿，增强研发能力与盈利能力目前，矽电股份正围绕12英寸晶圆IC测试、自动化测试、精度提升等方向，进一步自主研发一系列产品及技术。未来将在完善主营产品布局的基础上，加大对分选机等新品的开发。本次发行股票，矽电股份拟募资5.56亿元，投向“探针台研发及产业基地建设项目”、“分选机技术研发项目”、“营销服务网络升级建设项目”及补充流动资金。其中，探针台研发及产业基地建设项目立足于矽电股份的主营业务产品，将加大对半导体测试技术的研发投入力度，进一步提升公司对探针台产品的研发能力，促进公司现有产品的持续优化、升级，提升公司在市场中的竞争力。同时，项目还将加大生产设备投入力度，扩大主营产品的产能规模，帮助矽电股份突破产能限制，实现业务规模的进一步拓展。分选机技术研发项目主要面向Mini/Micro LED应用方向，将通过引进先进的研发软硬件设备，建立功能完善的基础研究实验室、微米级晶粒高精度拾取研究实验室、微米级晶粒巨量分选实验室和自动化实验室。同时，项目将通过引进高端的软件工程师、机械工程师等研发人才，扩充公司分选机技术研发团队。通过实施该项目，矽电股份将加强对高精度可靠性、Mini/Micro LED芯片拾取技术、Mini/Micro LED芯片分选技术和全自动混BIN分选自动线等相关方向的技术研究力度。项目的实施有利于帮助公司拓展分选机等高附加值产品，进一步丰富公司的产品结构，完善其产业布局，为公司的可持续发展注入新的增长动力。另外，矽电股份计划在现有营销网络的基础上，新建北京营销中心、无锡营销中心、西安办事处、合肥办事处、南昌办事处和厦门办事处。通过实施营销网络升级建设项目，矽电股份将增强客户粘性，并为开拓潜在客户提供良好的外部环境。来源：第三代半导体产业