发布日期：2025-08-12 12:52 点击次数：91
原创 芯片失效分析 半导体工程师 2025年02月24日 09:47 北京
芯片失效分析 芯片失效分析芯片开封是半导体失效分析和逆向工程中的重要设施，旨在去除芯片外部封装材料，泄漏里面晶圆结构，以便进行电性测试、显微不雅察或故障定位。以下是芯片开封的技艺进程、法子、设立及防范事项：
一、芯片开封的中枢主义
失效分析：定位芯片里面短路、断路、腐蚀等物理劣势。
可靠性考据：查抄封装工艺质料（如键合线断裂、分层）。
逆向工程：赢得芯片遐想信息（如电路布局、工艺节点）。
常识产权保护：考据专利侵权或芯片真伪。
二、开封法子分类
把柄封装材料（塑料、陶瓷、金属）和需求，选择以下法子：
1. 机械开封（Mechanical Decapsulation）
旨趣：通过物理研磨或切割去除封装材料。
设立：精密研磨机、金刚石切割刀、抛光机。
适用场景：
陶瓷/金属封装（硬度高，耐化学腐蚀）。
需要保留里面引线框架的容颜。
流毒：易毁伤芯片名义电路，操作时间长。
2. 化学开封（Chemical Decapsulation）
旨趣：使用强酸或强碱溶液融解封装树脂（如环氧树脂）。
常用试剂：
发烟硝酸（HNO₃）：针对环氧树脂（温度80~120℃）。
浓硫酸（H₂SO₄）：援手去除残留物。
氢氟酸（HF）：融解硅基材料（需顶点羁系）。
设立：化学腐蚀台、加热控温安装、透风柜。
适用场景：
塑料封装芯片（如QFP、BGA）。
批量措置或快速开封需求。
流毒：
化学废液需严格措置（环保风险）。
可能腐蚀金属键合线（需闭幕反馈时间）。
3. 激光开封（Laser Decapsulation）
旨趣：高能激光（如紫外激光）逐层烧蚀封装材料。
设立：飞秒/皮秒激光开封机（如ESI、3D-Micromac）。
上风：
非构兵式，幸免机械应力毁伤。
高精度（可局部开封特定区域）。
适用于先进封装（如Flip-Chip、3D IC）。
流毒：设立资本高（单台≥500万元），需专科操作主说念主员。
三、开封重要设立与用具
设立类型功能代表品牌/型号激光开封机
精准去除封装材料，保护里面电路
ADVANCED PST-2000
化学腐蚀台
控温加热+酸碱反馈槽
RIEBACH TMF-2000
研磨/抛光机
机械开封名义平整化
Allied High Tech MultiPrep
显微镜
实时监控开封过程
Olympus MX63、Zeiss Axio Imager
羁系装备
防化服、护目镜、耐酸手套
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四、操作进程示例（化学开封）
样品固定：将芯片固定在耐酸夹具中，透露需开封区域。
滴加酸液：使用微量打针器滴加发烟硝酸，加热至90~110℃。
反馈监控：显微镜下不雅察树脂融解程度（常常5-20分钟）。
中庸清洗：用去离子水+异丙醇清洗残留酸液，堕落腐蚀。
干燥查抄：氮气吹干后，SEM或光学显微镜查抄里面结构。
五、防范事项与常见问题
安全羁系：
化学开封需在透风柜中进行，幸免吸入酸雾。
激光开封需教唆防激光护目镜，堕落视网膜毁伤。
工艺闭幕：
化学开封：酸液浓度和温渡过高会导致键合线（金/铝）腐蚀。
激光开封：能量耕作失当可能点燃顶层金属层。
样品保护：
开封前备份电性测试数据，幸免开封后电路失效。
对明锐芯片（如MEMS传感器）优先选择局部开封。
环保合规：
废酸液需中庸措置（如用NaOH中庸至pH=7），顺应当地环保章程。
六、期骗案例
汽车芯片失效分析：
某MCU在高温测试中失效，通过激光开封发现键合线断裂（封装工艺劣势）。
专利侵权考据：
开封竞品芯片，对比里面电路布局，阐发是否存在抄袭。
七、技艺趋势
自动化开封：机器东说念主援手定位+AI识别开封区域（减少东说念主为罪戾）。
环保替代有狡计：
开导低毒性溶剂（如离子液体）替代发烟硝酸。
干法开封技艺（等离子体刻蚀）减少化学浑浊。
八、追念
芯片开封是汇注封装与分析的桥梁，需把柄封装类型、分析方针及预算选择合适法子。高端践诺室常配备激光+化学双有狡计以掩饰全场景，而中小践诺室可优先采购化学腐蚀台（资本约50-100万元）。操作主说念主员需经过严格培训，确保安全性与终端可靠性。
践诺室案例：北软检测领有专科合规的芯片开封践诺室，告诫丰富的工程师戎行，海量的客户职业体验，面向企行状单元提供实时可靠的专科职业。
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