SiP / MIP 等离子开封与器件保护

SiP 系统级封装开封:MIP 等离子与无源器件保护

面向多芯片、微细互连与无源器件集成的 SiP,采用 MIP 等离子分阶段开封,并通过 DOE 确认器件露出与电阻表面有机层保护的工艺窗口。

SiP 系统级封装开封:MIP 等离子与无源器件保护

面向多芯片、微细互连与无源器件集成的 SiP,采用 MIP 等离子分阶段开封,并通过 DOE 确认器件露出与电阻表面有机层保护的工艺窗口。

SiP 结构 MIP 开封 案例 A / B 电阻表面保护 DOE 验证

01 · SYSTEM IN PACKAGE

为什么 SiP 开封更需要控制过程

SiP(System in Package,系统级封装)将多颗功能芯片、电阻、电容及其他无源器件集成在同一封装内,通过基板布线、键合线或倒装互连组成系统。其特点是尺寸紧凑、器件密集、材料种类多,而且各器件的高度与耐受性并不一致。

SiP 系统级封装结构示意:塑封层、多芯片、键合线、无源器件、基板及底部焊球
SiP 结构示意渲染 · 塑封层作分离展示,实际会包覆器件并填充间隙;布局和比例为示意,不对应具体客户样品。

多器件,共用封装

Die 与无源器件同时存在,开封必须兼顾不同位置的观察目标。

高度不同,先后露出

较高器件可能先暴露,深处材料仍待去除;终点判断要逐区进行。

多种材料,响应不同

封装树脂、填料、金属互连及器件有机保护层,需要分别评估工艺兼容性。

02 · MIP DECAPSULATION

无酸开封,重点在材料选择性与终点控制

SiP 中不同材料紧密相邻。酸液去除封装树脂时,可能同时接触薄金属焊盘、键合线、端电极或已存在缺陷的界面。风险取决于金属体系、酸配方及暴露条件,既要考虑能否去胶,也要考虑是否引入新的腐蚀或改变失效证据。

关注点酸开封可能遇到的问题MIP 的应对思路
敏感金属与微细互连不兼容的酸体系可能腐蚀焊盘或键合金属,影响后续观察与测试。以等离子活性物种去除有机树脂,避免酸液直接接触;按金属体系验证表面与互连状态。
密集器件与深窄间隙不同区域进入终点的先后差异,使先露出器件面临额外暴露。分阶段推进,在露出关键器件后提高复核频率,并评估局部保护。
残胶与材料填料残留及后续清洁可能影响观察,湿法处理还需关注液体进入间隙和清洁残留。有机物去除与填料清理配合进行,采用与敏感结构相容的清理方式。

MIP(Microwave-Induced Plasma,微波诱导等离子)为敏感结构提供无酸开封路径,可降低酸腐蚀相关风险。其优势来自合适的材料选择性与过程控制;器件表面有机材料同样需要纳入保护范围。

01 确认目标

识别芯片、焊盘、键合区与无源器件,明确需要保留的结构和后续分析方式。

02 分段去除

按照验证配方推进树脂去除,结合兼容清理与阶段图像,逐步接近关键结构。

03 露出即复核

以目标暴露、残留状态和器件保护为终点依据,完成必要的表面与电性确认。

03 · APPLICATION CASES

两款 SiP 的开封观察

案例 A · 从目标定位到多芯片露出

按阶段观察封装去除与内部结构露出。最终图展示多颗 Die 和周围无源器件的可观察状态。

案例 A:主板上的 SiP 目标区域
案例 A · 板上目标定位。
案例 A:SiP 开封早期状态
案例 A · 封装材料逐步去除。
案例 A:SiP 多芯片与互连开始露出
案例 A · 关键结构逐步显露。
案例 A:MIP SiP 开封后的多芯片与无源器件整体图
案例 A · 开封后整体观察。

案例 B · 高密度器件的分阶段开封

多个芯片与无源器件分布于同一封装内,需要逐区确认材料残留和器件露出情况。

案例 B 阶段一:SiP 内部结构,红框标注经图像修复移除
案例 B · 阶段一(红框标注经图像修复移除)。
案例 B 阶段二:进一步去除后暴露的芯片与无源器件
案例 B · 阶段二,芯片与无源器件进一步显露。

04 · PASSIVE COMPONENTS

电阻表面有机层:把暴露控制在合适窗口

本例电阻表面含有机材料。MIP 在去除封装胶和残胶的同时,也可能作用于已经暴露的器件表面有机保护层。因此,工艺控制应关注器件露出后的累计暴露,而不只是胶是否去干净。

适度处理 · 露出即复核

通过 DOE 确认短时、分段的处理窗口,在电阻、焊盘及目标互连露出后及时停机,可兼顾开封目标与器件表面保护。是否保持电性,应结合处理前后的测试结果确认。

持续处理 · 关注有机层变化

器件露出后继续累积处理,表面有机材料可能逐渐变薄或被去除。表面保护层变化与电阻本体失效需要分别判断;出现异常时应暂停,并结合阻值、端电极及焊点状态复核。

MIP 等离子去胶后的板级电阻与无源器件观察
电阻保护验证 · 器件露出后的局部观察。
延长等离子处理后的电阻表面局部观察
电阻保护验证 · 持续处理后的表面状态。

以上为独立的板级电阻工艺观察,用于说明 SiP 中含有机保护层无源器件的控制思路;并非案例 A 或 B 的同位置对照。两张图的倍率与视野不同,外观图不能单独证明电性保持不变。

05 · DESIGN OF EXPERIMENTS

通过 DOE,兼顾去胶效果与器件保护

DOE(实验设计)的目标,是找出目标结构已露出,而关键器件表面和电性仍满足要求的重叠窗口。用代表性样品建立配方,再以重复样验证边界,不直接套用其他封装的处理时长。

验证环节怎么做判定依据
建立基线记录封装胶、填料、器件型号及保护层信息;采集初始图像和可测电性。明确需要保留的有机层、金属和互连。
设置因素围绕设备支持的配方、功率、温度管理、单段暴露及清理间隔安排试验。一次明确变化因素;保留对照和重复样。
分段观察从保守条件逐步推进;器件首次露出后缩短观察间隔。目标可见程度、残胶、保护层外观、焊盘和键合结构。
确认停止点目标达到分析要求即停机;必要时采用局部保护,减少已露出区域继续暴露。表面状态与电性同时合格,不以“越干净越好”为终点。
固化与复验记录合格配方及允许波动范围,按器件和胶材批次复验。保留安全余量;材料或封装结构变化后重新确认。

把终点设在“足够暴露”,把窗口建立在验证上。

在经 DOE 验证的短时窗口内完成器件露出,并及时停止继续处理,是兼顾 MIP 去胶效果与电阻表面有机层保护的关键。

06 · QUESTIONS & ANSWERS

关于 SiP MIP 开封的常见问题

SiP 为什么适合评估 MIP 等离子开封?

SiP 内部通常集成多种芯片与无源器件。MIP 提供无酸树脂去除路径,可降低酸腐蚀相关风险,并通过分段处理和阶段观察控制敏感结构的暴露。

MIP 会去除电阻表面的有机材料吗?

可能。本例电阻表面的有机层在器件露出后继续受到等离子作用,累计暴露过量时可能变薄或被去除。通过 DOE 确认短时窗口、及时停止及必要的局部保护,可以管理这一风险。

怎样判断已经达到开封终点?

以目标结构已达到分析所需的可见程度为起点,同时检查残胶、表面保护层、端电极和互连;对需保持功能的样品,按约定方法验证阻值或相关电性。

能否直接使用另一款封装的配方?

需要重新确认。封装胶、填料、保护层和器件高度发生变化,都可能改变露出顺序与允许暴露范围,应使用代表性样品复验。

07 · NEXT STEP

把你的 SiP 样品,转化为可验证的开封方案

SiP 系统级封装

在单一封装内集成多颗芯片、无源器件及互连的系统集成形式。

MIP 等离子开封

利用微波诱导等离子活性物种去除有机封装材料的开封方法。

DOE 工艺窗口

通过实验设计验证目标露出与器件保护要求同时满足的参数范围。

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从一个样品,开始技术确认。

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