芯片開封的定義

芯片開封，即Decap，是一種對完整封裝的集成電路（IC）芯片進行局部處理的工藝。

其目的是去除芯片的封裝外殼，暴露出芯片內部結構，同時確保芯片功能不受損。芯片開封是芯片故障分析實驗的重要準備環節，能夠保護芯片的Die、bond pads、bond wires及lead等關鍵部分，為后續的失效分析測試提供便利，便于進行熱點定位、聚焦離子束（FIB）等測試操作。

芯片開封的方法

1.激光開封

激光開封是利用激光束的能量作用于芯片塑封表面，通過氣化作用去除器件填充料。這種方法具有顯著優勢，操作速度快，過程簡便，且相對安全，無危險性。激光開封能夠精準地去除封裝材料，而不會對芯片內部結構造成不必要的損傷，因此在芯片開封領域得到了廣泛應用。

2.化學腐蝕

化學腐蝕則依賴于特定的化學試劑，如濃硫酸、鹽酸、發煙硝酸、氫氟酸等。其中，98%的濃硫酸常用于腐蝕易溶于丙酮的低分子化合物。在超聲波的輔助作用下，這些低分子化合物被清洗掉，從而暴露出芯片晶圓表層，實現對芯片內部結構的觀察和分析。化學腐蝕方法雖然有效，但操作過程中需要注意化學試劑的安全性，避免對人員和設備造成傷害。

化學開封主要適用于 COB（板上芯片封裝）、QFP（四邊扁平封裝）、QFN（無引腳四方扁平封裝）、DIP（雙列直插式封裝）等塑料材料的封裝類型。通過化學開封，可以較為徹底地去除封裝材料，為后續的檢測工作創造良好的條件。

芯片封裝的材料構成

1.導線架

導線架由金屬制成，主要功能是連接硅晶片與電路板，起到電連接和支撐的作用。

2.外殼

外殼可以由塑膠或陶瓷材料制成，通常呈黑色或白色。其主要作用是保護硅晶片，防止外部環境對芯片造成物理或化學損傷。

3.連接線

連接線位于晶片與導線架之間，通常由金線或鋁線構成。它們負責將硅晶片與導線架進行電氣連接，確保芯片的正常工作。

4.硅晶片

硅晶片是集成電路的核心組件，由高純硅、摻雜物和金屬構成。它是芯片實現各種功能的基礎，承載著復雜的電路結構和功能單元。

5.散熱底座

散熱底座由金屬制成，硅晶片通過膠水粘附在散熱底座上。其主要作用是幫助硅晶片散熱，確保芯片在工作過程中保持合適的溫度，從而提高芯片的穩定性和可靠性。

芯片開封的作用

1.失效模式分析

開封后的芯片可以進行詳細的電性測試和物理測量，包括測量電壓、電流、功率消耗等參數，從而全面評估芯片的電性能。通過深入分析失效模式，能夠揭示芯片設計和制造過程中可能存在的潛在問題，并為改進提供有價值的建議。

2.故障定位

開封過程能夠暴露出芯片的內部結構，技術人員可以借助高倍率顯微鏡等工具直接觀察和分析芯片的各種元件和連接。激光開封和化學腐蝕等方法可以精準地移除封裝材料和封裝層，從而確定故障的位置和性質，這對于準確判斷故障點至關重要。

3.化學分析

芯片開封為化學分析提供了可能，能夠確定芯片材料的組成和元素分布。這種分析對于檢測潛在的材料缺陷、污染物以及由不良封裝或封裝材料引發的問題具有重要意義。通過化學分析，可以精確識別與材料相關的故障原因，進而采取針對性的措施來優化芯片制造過程。

4.封裝驗證

芯片開封是對封裝質量進行評估的重要手段。通過仔細觀察封裝焊點、打線連接以及封裝缺陷等細節，可以全面檢查封裝工藝是否符合預設的標準和要求。這一評估過程有助于確保封裝的完整性和可靠性，從而防止因封裝質量不良導致的芯片失效。