由于单子元器件等封装材料和多层布线结构的不透 明性，对于大部分失效问题，必须采用解剖制样技术，实现芯片表面和内部的可视察性和 可探测性。失效分析必须有选择地进行剥层分析，称为样品制备过程。
以失效分析为目的 的样品制备技术的主要步骤包括：打开封装、去钝化层。对于多层结构芯片来说，是需要 去层间介质。但必须保留金属化层及金属化层正下方的介质，还需要保留硅材料。为观察 芯片内部缺陷，经常采用剖切面技术和染色技术。由于钝化层的不导电性和对观察和测试芯片的阻碍作用，去钝化层成为样品制备的重要步 骤。用机械探视针进行失效分析，探针必须与金属化层直接接触，由于钝化层不导电，妨碍了这种接触。采用扫描电镜(SEM)和电子束测试（EBT）技术进行失效分析时，由于钝化 层不导电，其荷电作用影响了图像和波形测试的质量。
对多层结构芯片的下层金属进行测试和观察，必须克服层间介质的障碍，去除层间介质是 一种有效的解决办法。去除层间介质的必须保留金属化层，这是信号寻迹法失效定位的需 求。金属化层是导电的通道，只有导电才能实现信号寻迹并进行失效定位。去除层间介 质，还要保留金属化层正下方的介质，只有这样才能使金属化层有所依托。去除层间介 质，还要保留硅材料，这是器件的核心，否则器件就不存在了，更谈不上失效定位。去钝化层和层间介质，保留金属化层和硅材料，要求样品制备技术具有选择性。保留金属 化层及其正下方的介质，要求样品制备技术具有方向性。在集成电路中，除了传统的 Si、 SiO2 SiN、 A1、新材料（如Cu及阻挡层）、低K介质、 高K栅介质及应用于高引脚数量封装的新的封装材料都被应用于器件中，干／湿法刻蚀技 术、截面技术、各种显微技术及开封和封装背面加固处理技术等都面临新的问题。由于失 效样品的数量极少，内含重要信息，进行样品制备有很大的风险，稍有不慎，就会引入新 的缺陷，造成失效分析结果的失真，或完全损毁样品，造成失效信息的丢失。研究样品制 备技术的工艺条件及其监控技术，对降低制样风险有重要意义。
样品开封的目的？
样品开封的目的是暴露封装内部器件芯片，以便进行芯片表面的电探测和形貌观察。按 封装材料及形式来分，电子元器件的封装种类包括玻璃封装（二极管）、金属壳封装、陶 瓷封装、塑料疯装、倒装芯片封装、3D叠层封装等，引线键合丝有铝丝、金丝、铜丝。
样品开封的方法？
开封的方法有机械开封方法、化学腐蚀开封方法和激光开封法。
什么是机械开封？
密封性器件，因其有一定的空腔，开封相对容易，可采用适当的工具，打开封盖后，芯 片直接裸露出来，可直接对芯片表面进行检查。大部分礼帽状金属壳封装可用手动式晶体 管开帽器打开，这种开帽器有钳状式和旋转式两种。陶瓷扁平封装可用扁平封装剪切开封 器开封。金属盖陶瓷封装可在研磨后用利器揭开；如果金属盖是用软焊料焊的，则可加 热，将焊料熔化后揭开金属盖。由于封装形式种类繁多，不可能逐一列出各自的步骤。在 机械开封前，必须通过X射线透视了解器件的封装结构，必须时可用一个同类封装结构的产 品进行试验性开封，取得经验后再对分析对象开封。如需研磨，不管是水磨或干磨，要不断地在显微镜下观察，在快要磨穿时立即停止，再用 利器揭盖，防止碎屑进入封装内。常见的机械开封外观．利用机械开封法去除封盖之后的形象，可对封装内空腔、芯片、引线等进行观察。
什么是化学开封？
塑封器件的封装材料主要是环氧模塑料。以环氧树脂为基体树脂，以酚醛树脂为固化剂， 再加上一些填料（如填充剂、阻燃剂、着色剂、偶联剂等微量组分），在热和固化剂的作 用下环氧树脂的环氧基开环与酚醛树脂发生化学反应，产生交联固化作用，使之成为热固 性塑料，这就是环氧模塑料。环氧树脂的种类和其所占比例的不同，直接影响着环氧塑料 的流动特性、热性能和电特性。塑料封装器件需采用化学腐蚀法开封，又可分为化学干法腐蚀和化学湿法腐蚀两种：
1．化学干法腐蚀化学干法腐蚀也称为等离子刻蚀，是利用高电压产生强电场，引起反应室内的气体电离产 生等离子体，利用等离子体将环氧树脂裂变成粉末，这样取出的芯片性能变化苏伊小。等离 子刻蚀的速度和位置可控制，能够逐层剥离封装材料，一般用于高集成度的器件开封或进 行失效分析。由于干法开封过程非常缓慢，实际操作上也主要应用于芯片表面的钝化层及 多层金属化之间氧化层的刻蚀。
2. 化学湿法腐蚀化学湿法腐蚀开封法需要选用对塑封材料有高效分解作用的蚀刻剂，如发烟硝酸和浓硫酸。
1）发烟硫酸腐蚀法: 脱水硫酸对塑料有较强的腐蚀作用，但对铝金属化层的腐蚀作用较弱，常用于塑料封装 器件的开封。具体方法是：先通过X射线透视确定芯片的位置，在芯片位置处的塑料表 面开一个与芯片面积相当的小坑，深度以不触及芯片和引线为限。把温度为280℃的脱 水硫酸滴在坑中，或把样品浸入硫酸中，这时要掌握时间。当判定芯片已裸露出来时， 便把样品立即放入已准备好的冷硫酸中，浸泡3~4秒后放到无水乙醇或丙酮中漂洗， 苏伊后用去离子水清洗，并进行干燥。
2）发烟硝酸腐蚀法: 方法同上，但硝酸只需要加热到发烟即可。塑封器件喷射腐蚀开封机可对塑封器件的封装进行局部开封，在暴露芯片表面的保留 芯片，引脚和内引线及压焊点的完整性。该方法常用于暴露塑料封装器件的芯片，以 便进行芯片表面的电探测和形貌观察。先通过X射线透视确定芯片的位置，再在芯片 位置处的塑料表面开一个与芯片面积相当的小坑，用聚四乙烯掩模确定确定塑封器件 的开封区域。腐蚀开封机能通过进液管把腐蚀液（加热的脱水硫酸或发烟硝酸）连续 喷射至坑中，用过的腐蚀液经出液管收集到容器中。经过一定时间，当判定芯片已裸 露出来时，塑封器件腐蚀开封机可自动结束腐蚀过程。根据不同的器件封装材料和尺寸，可设定不同的试验条件进行定位刻蚀。主要可设置 的试验参数包括：采用刻蚀酸的种类、刻蚀酸的比例、刻蚀温度、刻蚀时间、酸的流 量（算的用量）、清洗的时间等。采取漩涡喷酸的方式，大大减少用酸量，从而比较 地去除芯片表面的封装材料，达到较好的开封效果。根据器件的不同的封装形式，可 选取不同封装开口模具来控制开口的位置和大小。开口模具有多种，基本满足目前的 封装需求，适用于DIP/SIP、 PLXX、 QFP、 PBGA、芯片倒装BGA和所以小外形封装等。
芯片开封时应注意的几个问题／芯片开封注意事项？
(1）化学开封的首要问题是安全问题，必须注意安全防护。必须在具有抽风系统的 通风柜中进行操作；操作者必须带防护手套和防护眼镜；必须严格按化学实验室的安 全操作规程操作。(2）开封之前可以进行X光扫描，确定芯片位置和芯片尺寸，这样有助于确定开 封位置和选择封装开口的模具。(3）开封后，应使用超声波清洗器对器件进行清洗，将残留在芯片表面上的残渣及 废酸去掉，清洗液可选用异丙醇或无水乙醇，苏伊后用去离子水清洗干净并烘干。15(4）应注意尽量不暴露引线架上的键合丝，因为刻蚀酸会与引线框架上的镀层发生 反应，可能会影响到键合强度。
什么是激光开封？
铜键合丝具有成本优势、高导电性与导热性、较低的金属间化合物产生速率、高温下较 佳的可靠度等优点，逐渐成为金铝键合丝的替代品，用于密集引线键合的封装中。采用铜 键合丝的一般为塑料封装，采用化学开封法开封，由于酸与铜引线之间的化学作用，在去 除塑封材料的会把铜键合丝也腐蚀掉，失去了开封地意义。针对铜引线键合的器件，可采 用激光开封法进行开封。激光开封机通过激光将封装机器上的模塑料去掉，避免化学腐蚀 直接开封**对铜引线造成的腐蚀损伤。激光开封机由计算机来设置开封区域和大小，并且控制光的能量和扫描次数，完成对 铜引线键合封装器件的封。激光波长通常为1064nm，功率为4.5W，激光级别为4级。
激光开封的方法主要应用场合有哪些？
(1）半导体器件的失效分析开封。塑封材料的高效和去除，取代传统的低效率化学品开 封，解决化学品开封对铜线及内部器件的破坏。
(2）塑封工艺设计和工艺参数有效性的验证。解决X射线透视无法检测铝线封后冲丝 塌陷的问题，使完全开封后对铜线金线的打线点的仔细观察成为可能。
(3）应用于模块使用厂家，进料检验时完全打开器件以观察内部是否存在设计或生产缺陷。
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