环氧树脂型灌封集成模块开封方法研究 摘要：探究一种环氧树脂型灌封集成模块的开封方法灌封胶由于自身特性，在失效分析或者DPA中非常难以去除，对于后续工艺技术改进和缺陷定位检测造成了阻碍文章通过两种不同方法深入分析去除环氧树脂型灌封胶的情况，得出通过激光与化学开封法，精确控制每一层激光扫描能量，精准定位开封区域，暴露引线框架至键合丝表面；通过酸液腐蚀、丙酮超声，完美清除线下环氧树脂残留关键字：环氧树脂；灌封器件；激光与化学开封前言：灌封胶器件能够提升电子器件的整体性，能够保护芯片不受外界环境的影响；抵抗外部湿气、溶剂，以及冲击；使得芯片和外界环境电绝缘；良好的安装性能；抵抗安装时的热冲击和机械振动；热扩散；提高内部元件、线路间绝缘，有利于器件小型化、轻量化等优点环氧树脂型灌封器件有以上优点，现在在各大行业中应用广泛灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别电子灌封胶种类非常多，从材质类型来分，使用最多最常见的主要为3种，即环氧树脂灌封胶、有机硅树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶加热固化环氧灌封胶，是用量最大、用途最广的品种。
其特点是复合物作业黏度小,工艺性好，适用期长，浸渗性好，固化物综合性能优异，适于高压电子器件自动生产线使用单组分环氧灌封料，是国外发展的新品种，需加热固化环氧树脂是一种高分子聚合物，分子式为(C11H12O3)n，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂双酚A型环氧树脂不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断提高环氧树脂型灌封器件应用广泛，本文开展一种环氧树脂型灌封集成模块的开封方法研究，探究不同种方法对产品无损开封为目的以达到技术改进和缺陷定位检测提供保障1器件开封技术目前已有的开封技术有：机械开封技术、激光开封技术、化学开封技术（化学干法腐蚀和化学湿法腐蚀）1.1机械开封技术法 机械开封法主要指的是利用合适的钻头、刀具和锉刀等机械工具或者研磨方法去除封装材料，这种方法可直接将内部结构暴露，然后通过镜检手段直接定位，但是机械开封法速度慢，可控制性差，非常容易对产品内部造成多余划伤1.2激光开封技术 激光开封法主要指的是利用脉冲激光的稳定性高等系列特点通过可以聚焦能量释放直接灼烧塑料，实现层层剥离去除。
激光也会对芯片表面的钝化层灼烧，所以激光开封只能灼烧到特定位置，以防芯片及芯片钝化层烧毁1.3化学开封技术 化学开封法分为化学干法腐蚀和化学湿法腐蚀化学干法腐蚀是利用高电压产生强电场，引起反应室内的气体电离产生等离子体，利用等离子体将环氧树脂裂变成粉末，这种方法对芯片性能的影响最小，但是开封时间长，但是效果非常好化学湿法腐蚀指的是通过不同酸能够腐蚀灌封胶而不与产品中其它材料发生反应，达到去除效果2环氧树脂型灌封集成模块开封某种环氧树脂型灌封集成模块是一种采用导电胶贴装芯片，在芯片键合完成后，采用邦定胶固定所有键合丝部位，最后采用环氧树脂型灌封胶灌封为开封环氧树脂型灌封集成模块，根据环氧树脂型灌封胶的一系列特性与实际情况分析考虑后，只适用于机械开封法和激光与化学结合法开封2.1机械开封由于灌封胶的可塑性灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值，固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用灌封胶固化后，硬度较高，直接采用通过锉刀对灌封产品直接开封，时间耗费较长，并且开封后的运算放大器芯片表面有明显划痕，对分析结果有直接误判影响2.2激光与化学法相结合开封（1）开封之前可以先进行x光扫描，确定芯片位置和芯片尺寸，确定开封位置；（2）设定不同的激光功率、刻蚀速率、刻蚀次数、刻蚀时间进行对比，获得最优方案；（3）最大限度的保护器件内部结构不破坏的条件下，保证激光烧灼深度；（4）配置好酸腐蚀液，研究最适合的腐蚀温度；（5）开封后使用丙酮和超声波清洗器对器件进行清洗，研究最适合的超声清洗时间，保证键合点不被破坏；（6）去离子水清洗，去掉芯片表面上的残渣及废酸；（7）高倍显微镜下观察，并进行进一步验证试验。
2.3开封各阶段情况总结2.3.1激光参数对器件剥离的影响通过大量实验结果分析表明：（1）激光功率越大，激光开盖的灼烧深度就越深，二者曲线近似为等比例关系；（2）激光频率越高，激光开盖的灼烧深度就越深，二者存在正相关关系；（3）激光脉宽越宽，激光开盖的灼烧深度基本不变，二者不存在明显的数量关系；（4）激光速度越快，激光开盖的灼烧深度就越浅，二者存在明显的负相关关系；（5）激光灼烧时间越久，激光开盖的灼烧深度就越深，二者曲线近似为等比例关系综合对比分析试验结果，选择激光功率10W,激光频率35KHz，激光脉宽60um,激光速率550mm/s,灼烧时间20s可作为激光开封的最优开封条件2.3.2激光对芯片表面损伤情况过量的激光会对芯片表面造成损伤,以下为不同开封程度对芯片表面造成的损伤情况通过大量实验可知，当激光过度灼烧时，产生的高热量会烧毁芯片表面的合金层、钝化层、二氧化硅层等结构，导致电路损毁，从而不能进行下一步分析试验，造成不可逆的影响因此，要保证芯片表面结构的完整性，在用激光开封环氧树脂型灌封集成模块时，激光是就不能灼烧到芯片表面的通过反复对比，在激光灼烧环氧树脂型灌封集成模块时，应灼烧至露出键合丝键上缘且不暴露芯片的位置，此时距离芯片表面已非常接近，可采取腐蚀液进行腐蚀，将芯片暴露出来。
2.3.3腐蚀温度、腐蚀时间对产品的影响环氧树脂型灌封器件主要是环氧树脂型灌封胶，环氧树脂型灌封胶是以环氧树脂为基体树脂，以酚醛树脂为固化剂，再加上一些填料，如填充剂、阻燃剂、着色剂、偶联剂等微量组分，在热和固化剂的作用下环氧树脂的环氧基开环与酚醛树脂发生化学反应，不同的器件由于材料不同所采用的腐蚀液也不相同，主要包括浓硫酸、发烟硝酸、王水等环氧树脂型灌封器件选用发烟硝酸作为腐蚀液进行研究通过试验，当温度为180℃-210℃时，腐蚀液与塑封料产生的化学反应最剧烈反应时间同样也是影响腐蚀效果的另一个重要因素，如果反应时间过短，将无法一次性将包裹在芯片及键合丝表面的材料腐蚀干净；反应时间过长则会引起键合脱落、压焊点缺失或反应后的熔融化合物干涸于芯片表明无法去除等现象经过大量试验表明，发烟硝酸自滴定至清洗的反应时间最佳为2s-4s结束语：对于环氧树脂型灌封胶产品可用机械开封或者激光与化学开封技术对于机械开封法，优点是可完全开出芯片，但芯片表面非常容易产生划伤对于激光与化学开封法，通过精确控制每一层激光扫描能量，精准定位开封区域，暴露引线框架至键合丝表面；通过酸液腐蚀、丙酮超声，完美清除树脂残留，为后续DPA分析试验提供可靠保障。
参考文献：[1]刘云婷,龚国虎,梁栋程,等.芯片表面涂胶的塑封器件开封方法研究[J].电子产品可靠性与环境试验,2019,37(2):31-37.[2]马勇,虞勇坚,解维坤,等 .基于缺陷检测的多芯片塑封光耦器件开封方法 [J]. 电子元器件与信息技术 ,2021,5(1):3-5.[3]张素娟，李海岸新型塑封器件开封方法以及封装缺陷[J].半导体技术，2006，7：509，511. -全文完-。