实验报告芯片解剖实验.docx
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实验报告芯片解剖实验
电子科技大学学院
〔微电子技术系〕
实验报告书
课程名称:
芯片解剖实验
学号:
姓名:
教师:
年6月28日
实验一去塑胶芯片的封装
实验时间:
同组人员:
一、实验目的
1.了解集成电路封装知识,集成电路封装类型。
2.了解集成电路工艺流程。
3.掌握化学去封装的方法。
二、实验仪器设备
1:
烧杯,镊子,电炉。
2:
发烟硝酸,弄硫酸,芯片。
3:
超纯水等其他设备。
三、实验原理和容
实验原理:
1..传统封装:
塑料封装、瓷封装
〔1〕塑料封装〔环氧树脂聚合物〕
双列直插DIP、单列直插SIP、双列外表安装式封装SOP、四边形扁平封装QFP
具有J型管脚的塑料电极芯片载体PLCC、小外形J引线塑料封装SOJ
〔2〕瓷封装
具有气密性好,高可靠性或者大功率
A.耐熔瓷〔三氧化二铝和适当玻璃浆料〕:
针栅阵列PGA、瓷扁平封装FPG
B.薄层瓷:
无引线瓷封装LCCC
2..集成电路工艺
〔1〕标准双极性工艺
〔2〕CMOS工艺
〔3〕BiCMOS工艺
3.去封装
1.瓷封装
一般用刀片划开。
2.塑料封装
化学方法腐蚀,沸煮。
〔1〕发烟硝酸煮〔小火〕20~30分钟
〔2〕浓硫酸沸煮30~50分钟
实验容:
去塑胶芯片的封装
四、实验步骤
1.翻开抽风柜电源,翻开抽风柜。
2.将要去封装的芯片〔去掉引脚〕放入有柄石英烧杯中。
3.带上塑胶手套,在药品台上去浓硝酸。
向石英烧杯中注入适量浓硝酸。
〔操作时一定注意平安〕
4.将石英烧杯放到电炉上加热,记录加热时间。
〔注意:
火不要太大〕
5.观察烧杯中的变化,并做好记录。
6.取出去封装的芯片并清洗芯片,在显微镜下观察腐蚀效果。
7.等完成腐蚀后,对废液进展处理。
五、实验数据
1:
开场放入芯片,煮大约2分钟,发烟硝酸即与塑胶封转起反响,
此时溶液颜色开场变黑。
2:
继续煮芯片,发现塑胶封装开场大量溶解,溶液颜色变浑浊。
3:
大约二十五分钟,芯片塑胶局部已经根本去除。
4:
取下烧杯,看到闪亮的芯片伴有反光,此时芯片塑胶已经根本去除。
六、结果及分析
1:
加热芯片前要事先用钳子把芯片的金属引脚去除,因为此时如果不去除,它会与酸反响,消耗酸液。
2:
在芯片去塑胶封装的时候,加热一定要小火加热,因为发烟盐酸是易挥发物质,如果采用大火加热,其中的酸累物质变会分解挥发,引起容易浓度变低,进而可能照成芯片去封装不完全,或者去封装速度较慢的情况。
3:
通过实验,了解了去塑胶封装的根本方法,和去封装的一般步骤。
实验二金属层芯片拍照
实验时间:
同组人员:
一、实验目的
1.学习芯片拍照的方法。
2.掌握拍照主要操作。
3.能够正确使用显微镜和电动平台
二、实验仪器设备
1:
去封装后的芯片
2:
芯片图像采集电子显微镜和电动平台
3:
实验用PC,和图像采集软件。
三、实验原理和容
1:
实验原理
根据芯片工艺尺寸,选择适当的放大倍数,用带CCD摄像头的显微镜对芯片进展拍照。
以行列式对芯片进展图像采集。
注意调平芯片,注意拍照时的清晰度。
2:
实验容
采集去封装后金属层照片。
四、实验步骤
1.翻开拍照电脑、显微镜、电动平台。
2.将载物台粗调焦旋钮逆时针旋转到底〔即载物台最低〕,小心取下载物台四英寸硅片平方在桌上,用塑料镊子小心翼翼的将裸片放到硅片靠中心的位置上,将硅片放到载物台。
3.小心移动硅片尽量将芯片平整。
4.翻开拍照软件,建立新拍照任务,选择适当倍数,并调整到显示图像。
〔此处选择20倍物镜,即拍200倍照片〕
5.将显微镜物镜旋转到最低倍5X,慢慢载物台粗调整旋钮使载物台慢慢上升,直到有模糊图像,这时需要小心调整载物台位置,直至看到图像最清晰。
6.观察图像,将芯片调平〔方法认真听取指导教师讲解〕。
10.观测整体效果,观察是否有严重错位现象。
如果有严重错位,要进展重拍。
11.保存图像,关闭拍照工程。
12.将显微镜物镜顺时针跳到最低倍(即:
5X〕。
13.逆时针旋转粗调焦旋钮,使载物台下降到最低。
14.用手柄调节载物台,到居中位置。
15.关闭显微镜、电动平台和PC机。
五、实验数据
采集后的芯片金属层图片如下:
六、结果及分析
1:
实验掌握了芯片金属层拍照的方法,电动平台和电子显微镜的使用,熟悉了图像采集软件的使用方法。
2:
在拍摄金属层图像时,每拍完一行照片要进展检查,因为芯片有余曝光和聚焦的差异,可能会使某些照片不清晰,对后面的金属层拼接照成困难。
所以拍完一行后要对其进展检查,对不符合标准的照片进展重新拍照。
3:
拍照是要保证芯片全部在采集视野里,根据四点确定一个四边形平面,要确定芯片的四个角在采集视野里,就可以保证整个芯片都在采集视野里。
4:
拍照时的倍数选择要与工程分辨率保持一致,过大或过小会引起芯片在整个视野里的分辨率,不能到达适宜的效果,所以采用一样的倍数,保证芯片的在视野图像大小适宜。
实验三金属层图像拼接
实验时间:
同组人员:
一、实验目的
1.掌握图像拼接的原理,学习同层图像拼接。
2.理解手工拼接与自动拼接的关系
二、实验仪器设备
1:
采集到得金属层图片。
2:
实验室电脑和图像拼接软件FilmIntegrator。
三、实验原理和容
1:
实验原理
根据采集芯片的图像一样位置对图像进展拼接,人工打定位钉子,至少要打一行一列。
对于比较小的工程,可以完全人工拼接,这样会减少错位。
对于大的工程,首先是人工打足够多的定位点,然后使用自动拼接,之后进展人工修改。
拼接时X-Y偏差均要≦∣4∣才不会影响工程质量。
因为拍照时芯片未必放平,当拼接完成后进展旋平操作。
:
2:
实验容
1.对金属铝的图像进展拼接。
2.拼接后将芯片图像旋平。
3.对旋平后的图像惊醒400*400切割。
四、实验步骤
1.翻开FilmIntegrator软件〔在D盘〕D:
\FilmIntegrator\Bin目录下。
2.在F盘下建立自己学号命名的文件夹,将LM386M_200文件夹复制到自己学号文件夹。
3.点击FilmIntegrator文件菜单〔或Ctrl+O〕单开复制后RAW下M7805M.conf文件。
4.点击图像菜单项选择择图像浏览窗口〔或点击快捷键〕。
5.点击图像菜单项选择择拼接指定图像层〔或点击快捷键〕。
6.先打能确定的钉子,打完后,按E打无法确定的钉子。
7.点击F3或进展检查。
8.保存数据。
9.图像旋屏。
10.对图像进展切割。
五、实验数据
1:
打完钉子后的整体图像
2:
旋平切割狗的金属层照片:
六、结果及分析
1:
通过实验了解了芯片图像拼接的方法,和拼接软件的使用。
2:
在完成图像确定位置的钉子后,要进展检查,确保误差围在〔+3--3〕之间,以保证较好的拼接效果。
但是并不是误差为0时就表示绝对没有误差,因为误差的计算是软件根据记忆功能计算出来的,并不是图像的真实误差。
3:
在拼接完成后,要对图像进展切割去除多余面积,然后对芯片极性旋平,为后面的不同图像层之间进展对准打根底。
实验四去氮化硅保护层
实验时间:
同组人员:
一、实验目的
1:
掌握去氮化硅保护层的方法,
2:
学习化学方法去氮化硅保护层
二、实验仪器设备
1:
烧杯,镊子,电炉。
2:
85%的磷酸溶液,芯片。
3:
超纯水等其他设备。
三、实验原理和容
1:
实验原理
去氮化硅一般有两种方法。
1.用85%的磷酸溶液进展刻蚀。
2.用等离子刻蚀机进展干法刻蚀
2:
实验容
去氮化硅保护层。
四、实验步骤
1.翻开抽风柜电源,翻开抽风柜。
2.将要去掉封装的裸片放入有柄石英烧杯中。
3.带上塑胶手套,在药品台上去磷酸。
用量筒量取43ml磷酸倒入石英烧杯中,量取7ml注入石英烧杯中。
〔操作时一定注意平安〕
4.将石英烧杯放到电炉上加热,记录加热时间。
〔注意:
火不要太大〕
5.观察烧杯中的变化,定时取出再显微镜下观察,看腐蚀效果,并做好记录。
注意时间不易过长。
首先取45mL的磷酸→取UP水10mL放入石英烧杯中→看时间开场加热〔2:
14〕→摇晃烧杯,见有气泡冒出,将火调小并用玻璃棒搅拌芯片〔2:
24〕→停顿加热〔2:
33〕取出芯片用UP水清洗,并在显微镜下观察腐蚀情况→2:
55继续加热→〔3:
10〕停顿加热取出芯片观察。
6.取出去封装的芯片并清洗芯片,在显微镜下观察腐蚀效果。
7.等完成腐蚀后,对废液进展处理。
五、实验数据
1.翻开抽风柜电源,翻开抽风柜。
2.将要去掉封装的裸片放入有柄石英烧杯中。
3.带上塑胶手套,在药品台上去磷酸。
用量筒量取43ml磷酸倒入石英烧杯中,量取7ml注入石英烧杯中。
〔操作时一定注意平安〕
4.将石英烧杯放到电炉上加热,记录加热时间。
〔注意:
火不要太大〕
5.观察烧杯中的变化,定时取出再显微镜下观察,看腐蚀效果,并做好记录。
注意时间不易过长。
6.取出去封装的芯片并清洗芯片,在显微镜下观察腐蚀效果。
7.等完成腐蚀后,对废液进展处理。
六、结果及分析
1:
通过实验了解了氮化硅保护层的方法和步骤。
2:
加热时间不能太久,容易产生黑色物质,附着在多晶层上,对接下来的时间照成影响!
实验五去金属Al层
实验时间:
同组人员:
一、实验目的
1:
掌握去氮化硅保护层的方法
2:
学习化学方法去氮化硅保护层
二、实验仪器设备
1:
加热电炉,烧杯,等试验工具。
2:
去过氮化硅的芯片
三、实验原理和容
去AL的方法:
1.浓磷酸溶液加热进展刻蚀。
2.磷酸:
硝酸:
冰醋酸:
水=85%:
5%:
:
5%:
10%温度控制在35~45摄氏度。
3.等离子刻蚀〔氯气刻蚀→ALCL气体〕
试验容:
去金属铝层。
四、实验步骤
1.翻开抽风柜电源,翻开抽风柜。
2.将要去掉保护层的裸片放入有柄石英烧杯中。
3.带上塑胶手套,按一下比例配比混合溶液100ML
磷酸:
硝酸:
冰醋酸:
水=85%:
5%:
:
5%:
10%〔操作时一定注意平安〕
4.将石英烧杯放到电炉上微量加热,记录加热时间。
〔注意:
制止大火加热〕
5.观察烧杯中的变化,定时取出再显微镜下观察,看腐蚀效果,并做好记录。
注意时间不易过长。
6.取出去封装的芯片并清洗芯片,在显微镜下观察腐蚀效果。
7.等完成腐蚀后,对废液进展处理
五、实验数据
1:
取磷酸50mL,硝酸10mL,冰醋酸10mL一起放入烧杯中:
。
2:
开场加热,记录时间9:
28,直到出现微弱气泡停顿加热,
3:
取出芯片用UP水清洗芯片,然后放到显微镜下观察AL的腐蚀情况。
4:
如果AL层去除不完全可以继续回煮,知道到达较好的效果。
六、结果及分析
通过实验掌握了芯片去除AL层的步骤和方法.
实验六去二氧化硅
实验时间:
同组人员:
一、实验目的
1:
掌握去二氧化硅方法,
2:
学习化学方法去二氧化硅。
二、实验仪器设备
1:
稀释HF酸溶。
2:
烧杯,玻璃棒,电炉等实验设备。
三、实验原理和容
去二氧化硅一般有两种方法。
1.用稀释HF酸溶液进展刻蚀。
纯洁的HF腐蚀硅和二氧化硅的速率大体上分别是900埃/分和120埃/分,为了减缓反响速度一般将HF稀释。
Si02+6HF4=H2+SiF6+H20
2.用等离子刻蚀机进展干法刻蚀。
〔用CF4、或SF6等气体〕
Si02+CF4=SiF4+C0
Si02+SF6=SiF4+S02
实验容:
去除芯片的二氧化硅层。
四、实验步骤
1.翻开抽风柜电源,翻开抽风柜。
2.将要去掉AL的裸片放入塑料烧杯中。
3.带上塑胶手套,按一下比例配比混合溶液100ML
HF:
H2O=1:
1〔操作时一定注意平安〕
4.观察烧杯中的变化,看