原创 塑封器件机械开封的选择和优缺点

塑封器件机械开封的选择和优缺点

天通浙江精电科技有限公司  胡永往

摘  要 介绍如何使用机械方式开封塑封器件，并结合实际案例介绍机械开封后哪些信息有助于揭露真实的失效机理。

关键词 机械 失效机理

大部分民用半导体器件采用塑封方式封装，分析内部芯片时使用的开封方式包括机械开封和化学腐蚀开封两种方式。这里重点介绍机械开封。

机械开封需要使用的设备和工具包括：能加热到400度以上的陶瓷加热台、钳子、镊子。

机械开封步骤：器件在400度的加热平台上加热直到塑封软化或发烟，使用钳子去除塑封材料。塑封材料较容易从引脚表面和芯片表面脱离，因此使用钳子时，如钳子尽量靠近引脚表面能达到事半功倍的效果。去除过程中需控制好时间，加热时间过长时，芯片与金属衬底间的邦定材料熔化后，芯片与金属衬底脱离，芯片仍镶嵌在塑封材料内，这样再去除芯片周围的塑封材料会比较麻烦。

机械开封在分析中实例：

实例一、

某整流桥在老化试验过程中短路。器件供应商使用化学开封方式在芯片表面观察到击穿点，在击穿点周围存在裂纹，供应商得出的结论为EOS失效，并因失效时产生的热量导致芯片裂纹，要求器件使用方检查外围供电。但之后的数周内该失效一直出现。

针对该案例笔者改用机械开封的方式开封器件，除在芯片上观察到裂纹外，在塑封体上也观察到裂纹，并塑封体上的裂纹与芯片裂纹保持连贯性。由此证明外界机械应力是导致芯片裂纹的真实原因。研磨芯片后可观察到芯片裂纹处存在金属。   

 

所以该案例正确的失效机理是：整流桥因外界机械应力导致芯片裂纹，在老化试验时发生极间金属电迁移导致短路。

实例二、

某集成电路引脚开路，X-RAY检测内部金线断，金线断有可能是大电流烧断或者未打金线。笔者使用机械开封的方式开封器件观察到金线位置的塑封材料不存在空洞，即未有存在金线的痕迹。所以该器件的金线是在封装前已经丢失。

综上可知，机械开封的优点在于能保留塑封材料上的有用信息，并可操作性高，不使用强腐蚀性试剂，安全性高。但机械开封会拉断金线，甚至破坏芯片，因此如需对芯片进行分析时不适合使用机械开封的方式。