化學蝕刻去封膠
化學蝕刻去封膠(Chemical Decapsulation)是一種常用於 半導體元件失效分析(Failure Analysis, FA) 的樣品製備技術,其主要目的為去除 IC 封裝中的 環氧樹脂(Epoxy molding compound),使晶粒(Die)與內部金線(Bond wire)結構裸露,以便進行後續顯微分析,通常使用特定的 化學酸溶液(如硝酸或硫酸混合溶液),透過控制溫度、時間與酸濃度,使封裝材料逐步被蝕刻溶解,而 晶粒、金線與焊墊(Bond pad)結構則能被完整保留,與機械式去封裝方法相比,化學蝕刻去封膠具有以下優點,因此化學去封膠技術廣泛應用於 IC 失效分析、逆向工程與封裝品質檢測。
-
可避免機械加工造成晶粒損傷
-
適合多層封裝與複雜封裝結構
-
可完整保留晶粒與金線結構
-
有利於後續顯微觀察與失效分析
閎康科技具備完整的 IC 去封裝與失效分析技術平台,能依據不同封裝材料與分析需求,選擇最適合的去封裝方法。透過化學去封膠與精密顯微分析技術的整合,可有效裸露晶粒與內部結構,並進行後續的 OM、SEM、FIB、TEM 等分析流程,憑藉多年半導體材料分析經驗與先進設備,閎康科技可提供高品質的 IC 失效分析、封裝結構檢測與電路逆向工程服務,協助客戶快速定位問題並提升產品可靠度。
化學去封膠設備
- 自動化去封裝系統,可控制酸液溫度與蝕刻時間,提高去封膠製程穩定度。
- 化學酸槽(Acid bath),用於進行封裝樹脂的化學蝕刻。
- 超音波震盪器,可加速蝕刻後殘留物的清除並提升去封裝效率。
完成化學去封膠後,晶粒與內部電路結構會被完整裸露,可進一步利用各種顯微分析技術進行觀察與檢測,例如:光學顯微鏡(OM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、失效分析(FA)、IC 逆向工程(Reverse Engineering)。
光學顯微鏡觀察(OM Imaging)
利用光學顯微鏡觀察去封膠後的晶粒表面,可辨識 IC 各層金屬互連結構(Metal layer),並進行初步的電路結構檢查與缺陷判讀。
掃描式電子顯微鏡觀察(SEM Imaging)
利用掃描式電子顯微鏡(SEM)可進一步觀察晶粒表面微細結構,包括金屬導線、接點與電路佈局,提供高解析度影像以協助進行半導體失效分析與逆向工程
在失效分析(Failure Analysis)與逆向工程(Reverse Engineering)中,去除 IC 封裝樹脂以裸露晶粒是重要的樣品製備步驟,目前常見的去封裝方式主要包括 化學蝕刻去封膠(Chemical Decap)與雷射去封膠(Laser Decap)兩種技術。
兩種方法各有其適用情境與技術優勢,化學蝕刻適合 完整保留晶粒與金線結構的分析需求,而雷射去封膠則適用於 快速去除封裝或局部開封的情況,因此在實際失效分析流程中,工程師通常會依據 封裝材料、分析區域與元件結構來選擇最適合的去封裝方式。
在實際分析流程中,化學去封膠與雷射去封膠往往會 互相搭配使用,例如先利用 雷射開封快速移除部分封裝材料,再利用 化學蝕刻進一步清除殘餘樹脂,透過這種整合方式,可以同時兼顧 加工效率與晶粒保護,提高失效分析與電路檢測的成功率。
-
化學去封膠的優勢
完整保留晶粒與內部結構
化學蝕刻去封膠最大的優勢在於可 均勻去除封裝材料且不易損傷晶粒與金線結構,完整保留晶粒與內部結構,透過精準控制酸液溫度、濃度與蝕刻時間,可逐步移除封裝樹脂,使晶粒結構完整裸露,適合以下分析需求:
-
半導體 失效分析(FA)
-
Bond wire 結構檢查
-
晶粒表面缺陷觀察
-
IC 電路逆向工程
-
-
雷射去封膠的優勢
快速且精準的局部去封裝
雷射去封膠利用高能雷射束局部燒蝕封裝材料,可在短時間內快速且精準的完成封裝去除,適合 需要快速開封或局部觀察的情境。
-
加工速度快
-
可精準控制開封區域
-
適合局部結構觀察
但雷射加工過程中會產生熱效應,若控制不當可能對晶粒或金線造成損傷,因此在高精度分析中仍需搭配其他去封裝方法。
-
| 技術 | 化學去封膠 | 雷射去封膠 |
|---|---|---|
| 原理 | 利用酸性溶液溶解封裝樹脂 | 利用雷射能量燒蝕封裝材料 |
| 加工方式 | 化學蝕刻 | 雷射熱加工 |
| 去除範圍 | 大面積封裝去除 | 局部精準開封 |
| 製程時間 | 較長 | 較快 |
| 製程時間 | 低風險 | 需控制熱影響 |
| 適合應用 | 失效分析、電路觀察 | 局部開封、快速分析 |