PL229725B1 - Sposób chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych w obudowach SOT, VTLA, QFP i QFN - Google Patents

Abstract

Sposób chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych typu SOT, VTLA, QFP i QFN polega na tym, że proces prowadzi się w dwóch etapach. W pierwszym etapie podzespół elektroniczny trawi się w mieszaninie kwasu siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji 20 : 1 lub 10 : 1, w czasie od 30 sekund do 1 minuty w temperaturze od 120 do 150°C. W drugim etapie podzespół elektroniczny płucze się w roztworze acetonu, zawierającym dodatek tolytriazolu jako inhibitora korozji o stężeniu 5 mg/dm3 acetonu. Oba procesy prowadzi się naprzemiennie, aż do odsłonięcia badanych elementów wewnętrznych podzespołu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych w obudowach typu SOT, VTLA, QFP i QFN w celu oceny jakości wewnętrznej struktury półprzewodnikowej, elementów podzespołu i ich połączeń, a także w celu rozróżnienia oryginalnego podzespołu elektronicznego od podrobionego.

Istnieje szereg sposobów dekapsulacji podzespołów elektronicznych, a mianowicie: sposób mechanicznego usuwania części odbudowy połączona z dalszym trawieniem chemicznym lub trawieniem przy użyciu plazmy albo wiązki laserowej, sposób trawienia chemicznego oraz sposób trawienia z użyciem plazmy lub lasera.

W sposobie chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych w obudowach typu SOT, VTLA, QFP i QFN do roztwarzania obudowy tworzywowej lub ceramicznej stosowane są kwasy nieorganiczne np. azotowy, siarkowy oraz ich mieszaniny, kwas solny, fosforowy lub kwas fluorowodorowy.

Skład roztworów stosowanych w tym sposobie zależy nie tylko od materiału, z którego wykonana jest obudowa, ale także od materiałów, z których wykonane są inne elementy podzespołu, m.in. połączenia drutowe, podstawa montażowa i wyprowadzenia.

Dekapsulacja podzespołów elektronicznych sposobem chemicznym przedstawiona w znanych opisach patentowych prowadzona jest w specjalnych urządzeniach, które zapewniają automatyzację procesu. Są to jednak kosztowne urządzenia, które ponadto wymagają niekiedy specjalnego i dostosowanego do danego typu obudowy, wstępnego przygotowywania podzespołu.

W opisach patentowych US2004/0018651 A1 i US 6709888B2 przedstawiono sposób dekapsulacji chemicznej, który polega na usuwania fragmentu obudowy podzespołu elektronicznego wykonanej z polimeru lub ceramiki w celu odsłonięcia układu scalonego przy zastosowaniu dymiącego kwasu azotowego i siarkowego zmieszanych w proporcji od 3:1 do 6:1. Trawienie obudowy prowadzone jest w sposób automatyczny w specjalnej komorze trawiącej w temperaturze 60°C lub niższej. Zastosowana w mieszaninie trawiącej proporcja kwasów oraz niska temperatura trawienia nie powodują uszkodzenia miedzi lub usuwają ją w nieznacznym stopniu.

W innych znanych opisach patentowych dotyczących dekapsulacji obudowy podzespołów elektronicznych proces trawienia chemicznego stosowany jest jako jeden z kolejnych etapów procesu dekapsulacji. Na przykład w opisie patentowym US 6358852 B1 jako podstawowy stosuje się sposób mechanicznego usuwania części obudowy wielochipowych układów scalonych, a następnie trawienie plazmowe. Sposób trawienia chemicznego stosuje się jako alternatywną metodę w celu oceny chipu umiejscowionego od spodniej strony podzespołu. Po wstępnym mechanicznym usunięciu fragmentu obudowy i chemicznym wytrawieniu górnego układu scalonego trawienie chemiczne prowadzi się w specjalnym urządzeniu ze strumieniowym dozowaniem dymiącego kwasu siarkowego o temperaturze 200°C.

Również w opisie patentowym US 6,429,028 B1 proces trawienia chemicznego stosowany jest jako kolejny etap dekapsulacji obudowy struktury półprzewodnikowej po wstępnym mechanicznym usunięciu jej części. Trawienie chemiczne w podgrzanym 70% roztworze kwasu azotowego jest tu stosowane do usuwania pozostałości miedzi ze spodniej strony podzespołu, natomiast trawienie za pomocą dymiącego kwasu azotowego, podgrzanego do temperatury 90°C, stosowane jest do usuwania górnej części obudowy podzespołu w wybranym miejscu. Roztwór kwasu nakrapiany jest na wybrane miejsce, z którego usuwana jest obudowa podzespołu i pozostawiany na nim na okres czasu od 2 do 3 min. Następnie odkrywane miejsce przemywane jest zimnym kwasem azotowym (20°C). Operacja powtarzana jest do momentu odsłonięcia struktury półprzewodnikowej w żądanym miejscu górnej części obudowy.

Natomiast w opisie patentowym US 7,666,321 B2 proces trawienia chemicznego z użyciem dymiącego kwasu azotowego jest stosowany jako ostatni etap dekapsulacji podzespołów z połączeniami sferycznymi. T rawienie jest prowadzone w temperąturze 60-100°C w czasie od 30 sekund do 5 minut.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu chemicznej dekapsulacji obudowy podzespołów elektronicznych typu SOT, VTLA, QFP i QFN, która jest wykonywana manualnie i nie wymaga wstępnego przygotowania podzespołu. Ponadto sposób ten nie powoduje korozji ocenianych wewnętrznych metalowych elementów podzespołu.

Sposób chemicznej dekapsulacji obudowy podzespołów elektronicznych typu SOT, VTLA, QFP i QFN według wynalazku składa się z dwóch procesów. W pierwszym procesie trawienia obudowy, badany podzespół umieszcza się w zlewce na płycie grzejnej nagrzanej do temperatury 150°C i zalewa

PL 229 725 B1 się taką ilością roztworu trawiącego, aby podzespół był całkowicie zanurzony w roztworze. Roztwór trawiący obudowę podzespołu stanowi mieszanina stężonego kwasu siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji 20:1 lub 10:1. Proces trawienia prowadzi się w czasie od 30 sekund do 1 minuty w temperaturze od 120 do 150°C. W drugim procesie podzespół oczyszcza się z produktów trawienia. W tym celu przenosi się go do zlewki z acetonem z dodatkiem inhibitora korozji i umieszcza w płuczce ultradźwiękowej na 15 do 30 sekund. Jako inhibitor korozji stosuje się tolytriazol w ilości od 2 do 10 mg/dm³ acetonu. Oba procesy prowadzi się naprzemiennie, aż do odsłonięcia badanych elementów wewnętrznych podzespołu.

Zaletą rozwiązania jest to, że dekapsulacja podzespołów elektronicznych wykonywana jest bez konieczności wstępnego przygotowywania podzespołu oraz bez zastosowania kosztownych urządzeń.

P r z y k ł a d:

Podzespół elektroniczny w obudowie SO umieszcza się w zlewce na płycie grzejnej nagrzanej do temperatury 150°C i zalewa 50 ml roztworu trawiącego o składzie: kwas siarkowy i woda utleniona 30% w proporcji 20 : 1. Proces trawienia odbudowy prowadzi się przez 1 minutę, a następnie podzespół przenosi się za pomocą pincety do zlewki z acetonem z dodatkiem tolytriazolu o stężeniu 5 mg/dm³ acetonu. Proces czyszczenia prowadzi się w płuczce ultradźwiękowej przez 15 sekund. Oba procesy są prowadzi się naprzemiennie aż do odsłonięcia badanych elementów wewnętrznych podzespołu.

Claims (1)

1. Sposób chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych typu SOT, VTLA, QFP i QFN polegający na chemicznym trawieniu obudowy podzespołu, znamienny tym, że proces prowadzi się w dwóch etapach, w pierwszym etapie podzespół elektroniczny trawi się w mieszaninie kwasu siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji 20:1 lub 10:1, w czasie od 30 sekund do 1 minuty w temperaturze od 120 do 150°C, po czym w drugim etapie podzespół elektroniczny płucze się w roztworze acetonu zawierającym dodatek tolytriazolu jako inhibitora korozji o stężeniu 5 mg/dm³ acetonu, przy czym oba procesy prowadzi się naprzemiennie, aż do odsłonięcia badanych elementów wewnętrznych podzespołu.