PL229726B1 - Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN - Google Patents
Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFNInfo
- Publication number
- PL229726B1 PL229726B1 PL414209A PL41420915A PL229726B1 PL 229726 B1 PL229726 B1 PL 229726B1 PL 414209 A PL414209 A PL 414209A PL 41420915 A PL41420915 A PL 41420915A PL 229726 B1 PL229726 B1 PL 229726B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- semiconductor structure
- mixture
- seconds
- etching
- acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 22
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000001648 tannin Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O.OS(O)(=O)=O HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN polega na tym, że proces wydzielenia struktury półprzewodnikowej wykonuje się w dwóch etapach. W pierwszym etapie chemicznie usuwa się podłoże metaliczne podzespołu z zastosowaniem mieszaniny stężonego kwasu azotowego i kwasu siarkowego w proporcji 1 : 2 z dodatkiem kwasu solnego w ilości od 1 do 20 ml na 1 dm3 mieszaniny dla podłoży miedzianych i mosiężnych lub mieszaniny stężonego kwasu azotowego i stężonego kwasu solnego w proporcji HCl : HNO3 : H2O 1 : 1 : 1 dla podłoży aluminiowych w czasie od 15 do 60 sekund, w temperaturze od 90°C do 100°C. W drugim etapie usuwa się kolejne warstwy podzespołu wraz z jego obudową z zastosowaniem mieszaniny kwasu siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji od 15 : 1 do 10 : 1 z dodatkiem taniny w ilości 5 mg na 1 dm3 mieszaniny, w czasie od 30 sekund do 1 minuty w temperaturze od 90 do 120°C. Następnie podzespół płucze się w acetonie w płuczce ultradźwiękowej przez 15 sekund, przy czym operacje trawienia i płukania w drugim etapie ekstrakcji prowadzi się naprzemiennie, aż do wyekstrahowania krzemowej struktury półprzewodnikowej.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN w celu wykrycia uszkodzeń wewnętrznej struktury półprzewodnikowej oraz warstwy izolacyjnej i wewnętrznych połączeń, a także rozróżnienia oryginalnego podzespołu elektronicznego od podrobionego.
Ekstrakcja struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej polega na usunięciu polimerowej lub kompozytowej obudowy, metalowej ramki wyprowadzeń oraz podłoża stanowiącego odbiornik ciepła, w postaci litego, metalicznego elementu miedzianego lub aluminiowego.
Znane sposoby ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych można podzielić na sposoby mechaniczne, w których obudowa podzespołu i kolejne warstwy podzespołu są usuwane przy użyciu plazmy i/lub wiązki laserowej, sposoby trawienia chemicznego oraz sposoby mieszane mechaniczno-chemiczne.
W sposobie chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych do roztwarzania obudowy tworzywowej lub ceramicznej oraz trawienia poszczególnych warstw podzespołu stosowane są kwasy nieorganiczne np. azotowy, siarkowy oraz ich mieszaniny, kwas solny, fosforowy lub kwas fluorowodorowy.
Skład roztworów trawiących 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, wyprowadzenia). Sposoby stosowane do ekstrakcji struktury półprzewodnikowej są podobne do sposobów stosowanych przy dekapsulacji podzespołów elektronicznych.
W opisach patentowych US2004/0018651 A1 i US6709888B2 przedstawiono sposób chemicznej dekpsulacji, który polega na usuwania fragmentu obudowy podzespołu elektronicznego wykonanego 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 niższej lub równej 60°C. Zastosowana w mieszaninie trawiącej proporcja kwasów oraz niska temperatura trawienia nie powodują uszkodzenia miedzi lub usuwają ją w nieznacznym stopniu.
W innych znanych patentach opisy dotyczą dekapsulacji podzespołów w obudowach z wyprowadzeniami sferycznymi pod obudową, wykonanych w technologii Package on Package. Na przykład w patencie US 6358852B1 jako podstawową stosuje się metodę mechanicznego usuwania części obudowy wielochipowych układów scalonych, a następnie trawienie plazmowe. Metodę trawienia chemicznego stosuje się jako alternatywną metodę w celu oceny chipu umiejscowionego od spodniej strony podzespołu. Po wstępnym mechanicznym usunięciu fragmentu tego rodzaju obudowy i chemicznym wytrawieniu górnego układu scalonego trawienie chemiczne prowadzi się w specjalnym urządzeniu ze strumieniowym dozowaniem dymiącego kwasu siarkowego o temperaturze 200°C.
W patencie US 7,666,321 B2 proces trawienia chemicznego z użyciem dymiącego kwasu azotowego jest stosowany jako ostatni etap dekapsulacji podzespołów z połączeniami sferycznymi. Trawienie jest prowadzone w temperaturze 60-100°C w czasie od 30 sekund do 5 minut.
Również w opisie patentowym US 6,368,886 B1 proces trawienia chemicznego stosowany jest jako jeden z etapów dekapsulacji obudowy struktury półprzewodnikowej. W rozwiązaniu tym przedstawiony jest sposób usuwania obudowy podzespołu od strony dolnej części struktury półprzewodnikowej. W pierwszym etapie zastosowano mechaniczne usuwanie obudowy. Pozostałą część obudowy usuwano nakrapiając na nią za pomocą specjalnego urządzenia mieszaninę kwasów azowego i siarkowego (w stosunku 9:1) w temperaturze z zakresu 40-60°C przez 20 sekund. Proces powtarzano do momentu całkowitego odsłonięcia drutów na powierzchni matrycy półprzewodnikowej.
Ekstrakcja struktury półprzewodnikowej metodą chemiczną opisana w znanych opisach patentowych prowadzona jest w specjalnych urządzeniach, które zapewniają automatyzację procesu. Są to jednak kosztowne urządzenia, które ponadto wymagają specjalnego i dostosowanego do danego typu obudowy, wstępnego przygotowywania podzespołu.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN, która nie wymaga wstępnego mechanicznego przygotowania podzespołu oraz zastosowania kosztownych urządzeń.
Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych według wynalazku polega na selektywnym rozpuszczaniu kolejnych elementów podzespołu, aż do wydzielenia krzemowej i ceramicznej struktury. Ekstrakcja jest prowadzona od spodniej
PL 229 726 B1 części podzespołu i w pierwszym etapie rozpuszczaniu podlega metaliczne podłoże, najczęściej wyk onane z miedzi, mosiądzu lub aluminium.
W tym celu badany podzespół umieszcza się w zlewce na płycie grzejnej, nagrzanej do temperatury 90°C, po czym podzespół zalewa się taką ilością roztworu trawiącego, aby był on całkowicie zanurzony. Skład roztworu trawiącego jest dobierany w zależności od składu materiału podłożowego. W przypadku miedzi i mosiądzu jest to mieszanina stężonego kwasu azotowego i kwasu siarkowego w proporcji 1 : 2 z dodatkiem od 1 do 20 ml kwasu solnego na 1 dm3 mieszaniny.
Warstwy aluminiowe są wytrawiane w roztworze stężonego kwasu azotowego i stężonego kwasu solnego w proporcji HCl:HNO3:H2O 1:1:1. Trawienie prowadzi się w czasie od 15 do 60 sekund. Następnie trawiony podzespół płucze się w wodzie dejonizowanej i poddaje czyszczeniu w acetonie z wykorzystaniem ultradźwięków w czasie od 15 do 30 sekund. Procesy trawienia, płukania i czyszczenia są prowadzone naprzemiennie aż do całkowitego rozpuszczenia metalicznego podłoża.
Po usunięciu podłoża metalicznego, w drugim etapie ekstrakcji, prowadzi się proces trawienia kolejnych warstw podzespołu oraz jego obudowy w roztworze kwasu siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji od 15:1 do 10:1 z dodatkiem taniny w ilości od 5 do 20 mg na 1 dm3 mieszaniny trawiącej, w temperaturze od 90 do 100°C w czasie od 10 do 30 sekund. Po każdym okresie trawienia element poddaje się płukaniu w wodzie dejonizowanej i czyszczeniu w acetonie w płuczce ultradźwiękowej w czasie od 10 do 20 sekund. Operacje trawienia, płukania i czyszczenia powtarza się aż do wyekstrahowania struktury półprzewodnikowej. Kontrolę procesu trawienia prowadzi się przy użyciu szkła powiększającego przy powiększeniu 15X.
P r z y k ł a d:
W celu wykonania ekstrakcji podzespołu w obudowie PLCC z podłożem miedzianym umieszcza się go w zlewce na płycie grzejnej nagrzanej do temperatury 90°C i zalewa 50 cm roztworu trawiącego o składzie: stężony kwas azotowy i stężony kwas siarkowego w proporcji 1:2 i dodatkiem 2 cm3 stężonego kwasu solnego. Proces trawienia podłoża metalicznego prowadzi się przez 60 sekund, a następnie podzespół poddaje się płukaniu w wodzie dejonizowanej i czyszczeniu w acetonie przez 30 sekund w płuczce ultradźwiękowej. Procesy trawienia, płukania i czyszczenia są prowadzone naprzemiennie aż do całkowitego rozpuszczenia podłoża metalicznego.
W drugim etapie prowadzi się proces usuwania kolejnych warstw podzespołu oraz obudowy podzespołu w roztworze kwas siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji 10:1 z dodatkiem taniny w ilości 5 mg na 1 dm3 mieszaniny trawiącej w temperaturze 100°C w czasie 30 sekund. Po każdym okresie trawienia element poddaje się płukaniu w acetonie w płuczce ultradźwiękowej przez 15 sekund, a następnie kontroli za pomocą szkła powiększającego 15X. Operacje trawienia i płukania powtarza się aż do wyekstrahowania krzemowej struktury półprzewodnikowej.
Claims (1)
1. Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN polegający na trawienia kolejnych warstw podzespołu aż do wyekstrahowania struktury półprzewodnikowej, znamienny tym, że proces wydzielenia struktury półprzewodnikowej wykonuje się w dwóch etapach, w pierwszym etapie chemicznie usuwa się podłoże metaliczne podzespołu z zastosowaniem mieszaniny stężonego kwasu azotowego i kwasu siarkowego w proporcji 1:2 z dodatkiem kwasu solnego w ilości od 1 do 20 ml na 1 dm3 mieszaniny dla podłoży miedzianych i mosiężnych lub mieszaniny stężonego kwasu azotowego i stężonego kwasu solnego w proporcji HCl:HNO3:H2O 1:1:1 dla podłoży aluminiowych w czasie od 15 do 60 sekund, w temperaturze od 90°C do 100°C, a w drugim etapie usuwa się kolejne warstwy podzespołu wraz z jego obudową z zastosowaniem mieszaniny kwasu siarkowego i wody utlenionej (30%) w proporcji od 15:1 do 10:1 z dodatkiem taniny w ilości 5 mg na 1 dm3 mieszaniny, w czasie od 30 sekund do 1 minuty w temperaturze od 90 do 120°C, po czym podzespół płucze się w acetonie w płuczce ultradźwiękowej przez 15 sekund, przy czym operacje trawienia i płukania w drugim etapie ekstrakcji prowadzi się naprzemiennie, aż do wyekstrahowania krzemowej struktury półprzewodnikowej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL414209A PL229726B1 (pl) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL414209A PL229726B1 (pl) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL414209A1 PL414209A1 (pl) | 2017-04-10 |
| PL229726B1 true PL229726B1 (pl) | 2018-08-31 |
Family
ID=58463561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL414209A PL229726B1 (pl) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL229726B1 (pl) |
-
2015
- 2015-09-29 PL PL414209A patent/PL229726B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL414209A1 (pl) | 2017-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4087367A (en) | Preferential etchant for aluminium oxide | |
| US10580732B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP2007524996A (ja) | 銅コンタクトを有する集積回路ダイおよび該集積回路ダイのための方法 | |
| JPH09181028A (ja) | 半導体素子の洗浄液 | |
| WO2008134412A1 (en) | Selective etch of tiw for capture pad formation | |
| CN104752161A (zh) | 一种改善减薄片背面表观质量的方法 | |
| DE60214159T2 (de) | Methode zur entfernung von oxiden auf kupferanschlussflächen | |
| TW200607424A (en) | Printed circuit board, manufacturing method thereof, and semiconductor device | |
| KR20050009941A (ko) | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 | |
| PL229726B1 (pl) | Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych typu PLCC, SO, QFP i QFN | |
| PL227418B1 (pl) | Sposób chemicznej ekstrakcji struktury półprzewodnikowej i warstwy izolacyjnej z podzespołów elektronicznych | |
| CN115799077B (zh) | 一种覆铜陶瓷基板台阶蚀刻方法 | |
| US20070181532A1 (en) | Cmp clean process for high performance copper/low-k devices | |
| CN107799399A (zh) | 在中温下弹坑检测的预处理方法 | |
| US20150147881A1 (en) | Passivation ash/oxidation of bare copper | |
| CN116721908A (zh) | 硅片背面清洗方法 | |
| PL229725B1 (pl) | Sposób chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych w obudowach SOT, VTLA, QFP i QFN | |
| PL237096B1 (pl) | Sposób chemicznej dekapsulacji podzespołów elektronicznych | |
| US10170295B2 (en) | Flux residue cleaning system and method | |
| CN116454020B (zh) | 一种埋入式高平坦性的tgv互连工艺及tgv互连结构 | |
| US6495472B2 (en) | Method for avoiding erosion of conductor structure during removing etching residues | |
| TW424002B (en) | A cleaning method after finishing polishing process of Cu interconnection | |
| CN113130315A (zh) | 半导体的减薄处理方法 | |
| US4773940A (en) | Lead frame preparation for solder dipping | |
| US4332624A (en) | Method of cleaning a fired thick film copper layer |