(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な方法でパッケージ装置を分解できるとともに、内部構成部の損傷を防ぐことができるパッケージ分解方法を提供する。【解決手段】パッケージ分解方法は、パッケージ装置１０の外側樹脂部１９の任意の分解対象領域Ａ１表面をルーターで研削加工し粗面とすることで、エッチング処理の際にソフトエッチング液３２が浸透し易くする。容器３３内に収容された硫酸及び過酸化水素を含むソフトエッチング液にパッケージ装置を浸漬し、必要な部分の樹脂の分解が終了したらエッチング処理を終了し純水により洗浄する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部構成部を覆う樹脂部を有するパッケージ装置の、前記樹脂部の少なくとも一部を、硫酸及び過酸化水素を含むエッチング材でエッチング処理する工程を備えたことを特徴とする、パッケージ分解方法。
【請求項２】
前記エッチング処理の前に、前記樹脂部における分解対象領域の表面を粗くする表面処理をすることを特徴とする請求項１記載のパッケージ分解方法。
【請求項３】
前記内部構成部は、金属配線を有する基板と、前記基板に設けられた素子部と、前記素子部を中空部を介して封止する封止体と、を備えた中空封止構造部を有することを特徴とする請求項１または２記載のパッケージ分解方法。
【請求項４】
前記エッチング処理は、１００℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のパッケージ分解方法。
【請求項５】
前記エッチング材は、濃硫酸と過酸化水素水との濃度比が２：１〜４：１の範囲の混合液であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のパッケージ分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパッケージ分解方法に係り、例えばパッケージ装置の内部構成部を観察する際等に用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等において、半導体素子などの内部構成部を配置、接続、及び保護するために、モールド樹脂により被覆してパッケージ化し、パッケージ装置として扱うことが行われている。この種のパッケージ装置において、評価や試験などのために、パッケージ化後に内部の構造を観察する場合がある。このような場合には、内部構成部に負荷を加えることなく外側の樹脂部のみを剥離してパッケージ装置を分解することが求められる。
【０００３】
一般に、パッケージ装置の内部の構造を観察する場合には、発煙硝酸を用いて外側の樹脂部を溶解して、パッケージを分解する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、専用装置を用いて開封部位にレーザビームを照射して樹脂部を劣化させる方法や（例えば、特許文献２参照）、専用装置を用いてカッタによりパッケージを切断して開封する方法（例えば、特許文献３参照）も提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０７７４４２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４６５５号公報
【特許文献３】特開平８−４６００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記技術では、以下のような問題がある。すなわち、上述の発煙硝酸を用いて溶融する方法では、被覆樹脂部のみでなく、配線等の内部構成部までもが損傷してしまうという問題がある。例えば、配線が損傷すると電気の導通が図れなくなるため、動作や機能の評価や試験が困難となる原因となる。一方、レーザビームやカッタを用いる上記方法では、専用装置を用いた複雑な処理が必要となるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、簡易な方法でパッケージ装置を分解できるとともに、内部構成部の損傷を防ぐことができるパッケージ分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態にかかるパッケージ分解方法は、内部構成部を覆う樹脂部を有するパッケージ装置の、前記樹脂部の少なくとも一部を、硫酸及び過酸化水素を含むエッチング材でエッチング処理する工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な方法でパッケージ装置を分解できるとともに、内部構成部の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるパッケージ装置の内部構造を模式的に示す説明図。
【図２】同実施形態にかかるパッケージ分解方法を示す説明図。
【図３】同実施形態にかかるパッケージ分解方法を示す説明図。
【図４】同実施形態にかかるパッケージ分解方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１実施形態に係るパッケージ装置１０及びパッケージ分解方法ついて、図１乃至図４を参照して説明する。なお、各図において適宜構成を拡大・縮小・省略して概略的に示している。図中Ｘ，Ｙ，Ｚは、互いに直交する三方向を示している。
【００１１】
以下、図１に模式的に示すパッケージ装置１０について説明する。パッケージ装置１０は、パッケージ基板としてのＢＴレジンやＦＲ−４からなるＳｉＰ基板１１上に、内部構成部となる薄膜中空構造部２６を有するＭＥＭＳチップ１２と、ドライバチップ１３とが、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）１４を介して接着されて積層され、例えばエポキシ樹脂等からなるモールド樹脂部１８により被覆され、パッケージ化されて構成されている。
【００１２】
ＳｉＰ基板１１にはＣｕ配線１６（金属配線）が形成されている。このＣｕ配線１６は、例えば金ワイヤ１７によって、ＭＥＭＳチップ１２の電極２１及びドライバチップ１３の電極２１に、接続されている。
【００１３】
ＭＥＭＳチップ１２は、ＳｉからなるＭＥＭＳ基板２０と、ＭＥＭＳ基板上に形成された下部電極２１ａ、駆動電極２１ｂ、及び信号用配線２１ｃと、例えばＰｏｌｙ−ＳｉやＡｌ等で構成され信号用配線２１ｃを跨いで配置さればね特性を有するＭＥＭＳ素子２２（素子部）と、内部に中空部２５を介してＭＥＭＳ素子２２を気密に封止する封止体２３と、エポキシ樹脂と無機フィラーからなり封止体２３を覆う保護層２４と、を備えている。これらのＭＥＭＳ基板２０、下部電極２１ａ、駆動電極２１ｂ、信号用配線２１ｃ、ＭＥＭＳ素子２２、中空部２５、及び封止体２３によって、内部構成部となる薄膜中空構造部２６が構成されている。
【００１４】
封止体２３は、透明な有機樹脂からなり中空部２５を介してＭＥＭＳ素子２２を覆うとともにＭＥＭＳ素子２２の周囲においてＭＥＭＳ基板２０に結合する内側無機封止膜２３ａと、透明なポリイミドからなる有機封止膜２３ｂと、透明なＳｉＮ又はＳｉＯからなる無機封止膜２３ｃとが、順次積層されてドーム形状に構成されている。内側無機封止膜２３ａには、製造工程において、中空部２５を構成するために形成される犠牲層を除去するドライエッチングガスを導入するための開口形状部２３ｄが複数形成されている。
【００１５】
ＭＥＭＳ素子２２は図４等に示すようにＹ方向に沿って複数並列配置され、それぞれが互いに区画される中空部２５を介して、封止体２３に覆われている。すなわち、ＭＥＭＳ基板２０上に、Ｙ方向に沿って４つの薄膜中空構造部２６が並列して形成されている。
【００１６】
この実施形態においては、封止体２３を覆う保護層２４とモールド樹脂部１８とによって、エッチング処理の際の分解の対象となる外側樹脂部１９（樹脂部）が構成される。
【００１７】
上述のように構成されたＭＥＭＳチップ１２は、例えば電界の作用としての駆動電極２１ｂからの静電力に応じて、ＭＥＭＳ素子２２が信号用配線との間隔を変化させるように変形することで、電気特性を変え、その変え方に応じて、可変電気容量やスイッチングなどの機能を果たす。
【００１８】
以下、本実施形態に係るパッケージ分解方法の手順について図２乃至図４を参照して説明する。本実施形態にかかるパッケージ分解方法は、例えば評価や試験のためにパッケージ後に内部構造を観察する場合等に用いられる。このパッケージ分解方法では、図２示すように、まずパッケージ装置１０の外側樹脂部１９の任意の分解対象領域Ａ１の表面を粗くする表面処理を行い、その後、外側樹脂部１９の少なくとも一部を硫酸及び過酸化水素を含むソフトエッチング液３２（エッチング材）により分解するエッチング処理を行う。
【００１９】
図３（ａ）に処理前の状態のパッケージ装置１０の外観斜視図を示す。処理前の状態においてはパッケージ装置１０の外側はモールド樹脂部１８に覆われ、内部構成部としての薄膜中空構造部２６の構造を確認することはできない。
【００２０】
図２（ａ）に示す表面処理工程では、パッケージ装置１０の外側樹脂部１９の分解対象領域Ａ１の表面を、例えばルーター３１を用いて５０〜１００ｕｍ程度研削加工することにより、分解対象領域Ａ１に、表面が粗い状態の粗面部１９ａを形成する。例えばＭＥＭＳ素子２２の動作を観察する場合には、薄膜中空構造部２６の直上部分を分解対象領域Ａ１とする。
【００２１】
図２（ｂ）及び図３（ｂ）は表面処理工程後のパッケージ装置１０の断面視及び斜視の状態を概略的に示す。表面処理工程後のパッケージ装置１０は分解対象領域Ａ１に表面が粗く構成された粗面部１９ａを有している。この粗面部１９ａは、外側樹脂部１９の表面の他の部分に比べ、後のエッチング処理の際にソフトエッチング液３２が含浸しやすくなっている。
【００２２】
図２（ｃ）に示すエッチング処理では、容器３３内に収容されたソフトエッチング液３２に、表面処理後のパッケージ装置１０を浸漬する。
【００２３】
ソフトエッチング液３２は、硫酸と過酸化水素を含む混合液を用いる。エッチング処理の条件として、温度は８０度以上１００度以下が好ましく、ここでは９０度程度に加熱されたエッチング液３２を用いる。また、ソフトエッチング液３２の濃度は、濃硫酸：過酸化水素水＝２：１〜４：１の範囲が好ましく、ここでは濃硫酸：過酸化水素水＝３：１とした。浸漬時間は、分解対象領域Ａ１におけるモールド樹脂部１８及び保護層２４が除去されて封止体２３が露出するまでに必要な所定時間に設定し、ここでは９０ｓｅｃ〜１８０ｓｅｃ程度とした。必要な部分の樹脂成分の分解が終了した時点で、エッチング処理を終了し、純水により洗浄する。
【００２４】
このエッチング処理において、以下の反応により、パッケージ装置１０の外側樹脂部１９の樹脂成分が選択的に分解される。
【００２５】
過酸化水素と濃硫酸により下記（１）の反応が生じ、活性酸素と水を生成する。
【化１】
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【００２６】
さらに、下記（２）により、より強力な酸化剤であるペルオキソ一硫酸（Ｈ２ＳＯ５）が生成する。
【化２】
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【００２７】
このペルオキソ一硫酸は下記（３）により、活性酸素を生成する。
【化３】
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【００２８】
この、活性酸素、濃硫酸、ペルオキソ一硫酸、Ｈ２Ｏ２等の酸化剤により、樹脂成分が、酸化分解により、炭酸ガスと水に分解される。このため、外側樹脂部１９のみが選択的に除去される。特に、表面研削を行った粗面部１９ａはエッチング液３２が含浸しやすいため、分解対象領域Ａ１において優先的に樹脂成分が分解される。
【００２９】
過酸化水素／硫酸系エッチング液によるエッチング処理では、Ｃｕ配線１６やシリカフィラーなどは腐食されず、ＳｉＰ基板１１等を含んだパッケージ構造を保ったまま、分解対象領域Ａ１の樹脂成分のみを選択的に除去することができる。
【００３０】
図２（ｄ）、図３（ｃ）及び図４に、エッチング処理工程後のパッケージ装置１０の断面、斜視、及び平面視における構成を示す。図４（ａ）はパッケージ装置１０の平面視の状態を示す説明図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＭ１部分の拡大図、図４（ｃ）は底面図である。
【００３１】
エッチング処理工程後の状態では、図２（ｄ）及び図３（ｃ）に示すように、分解対象領域Ａ１におけるモールド樹脂部１８及び保護層２４が除去され、薄膜中空構造部２６が露出した状態となる。このため、外側から、封止体２３に加え、透明な封止体２３を透過して内部のＭＥＭＳ素子２２の外観を観察することが可能となる。
【００３２】
エッチング処理後の状態のパッケージ装置１０においては、ＳｉＰ基板１１、Ｃｕ配線１６、及び金ワイヤ１７等も分解されずに残っている。このため、パッケージ装置１０の導通が確保された状態が維持されるとともに、パッケージ構造が保たれている。
【００３３】
本実施形態にかかるパッケージ分解方法によれば、硫酸及び過酸化水素を含むソフトエッチング液３２を用いてエッチング処理をする簡単な方法で、外側樹脂部１９のみを除去してパッケージ装置１０を分解でき、内部構成部を露出させることが可能となる。また、内部構成部に負荷を与えず、損傷を防ぐことができる。このため、薄膜中空構造部２６などの軟弱な構造にも適用できる。
【００３４】
エッチング処理により樹脂成分のみを選択的に分解することとしたので、金属やシリカフィラーを腐食せずに、パッケージ構造を保った状態を維持することが可能となる。したがって、パッケージ分解後においても、Ｃｕ配線１６に通電することが可能であり、通電試験を行うことができる。このため、構造の観察のみでなく、動作や機能を検査することも可能となる。
【００３５】
任意の分解対象領域Ａ１のみに表面処理を行うことにより、除去して内部を観察したい部分と、残しておきたい部分とを区別して、分解の度合いを容易に調節することが可能となる。このため、処理の効率を向上できるとともに、パッケージ構造を保ったまま必要な部分の内部構造のみを露出させることが容易となる。さらに、外側から樹脂成分が徐々に分解されるため、分解する箇所に加え、分解する深さ（厚さ）も容易に調整できる。
【００３６】
エッチング処理の条件を１００℃以下としたことにより、Ｃｕ配線１６等の腐食を防止しやすくなる。エッチング液の混合比を、濃硫酸：過酸化水素水＝２：１〜４：１の範囲とすることにより高速な樹脂分解をすることが可能となる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記実施形態においては内部構成部として薄膜中空構造部２６を有するパッケージ装置１０を例示したが、これに限られるものではなく、各種のパッケージ装置に適用可能である。
【００３８】
上記実施形態においては、特定の部位の樹脂成分を優先的に処理させるためにエッチング処理に先立って表面処理を施したが、これに限られるものではない。例えば外側樹脂部１９を全域にわたって均一に分解させる場合等には、表面処理工程を省略してエッチング処理による樹脂分解のみを行ってもよい。あるいは、全域にわたって含浸させやすくしたい場合には表面全域に上記表面処理を行うこととしてもよい。
【００３９】
上記実施形態では、エッチング液へ浸漬する場合を例示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として、過酸化水素と硫酸の混合液であるエッチング液への浸漬を行った後、さらに室温の過酸化水素水への浸漬と、例えば１００℃以下に加熱された濃硫酸への浸漬とを繰り返して行ってもよい。この場合には、含侵した過酸化水素水と濃硫酸とが激しく反応し、表層で活性酸素の気泡が発生するため、樹脂成分の分解を効率的に行うことが可能となる。
【００４０】
上記実施形態では分解対象領域Ａ１が１箇所である場合を例示したが、これに限られるものではない。例えば外側樹脂部１９において２以上の複数箇所に分解対象領域Ａ１を設定してそれぞれに表面処理を行い、それぞれの箇所で優先的に樹脂成分が分解されるようにすることも可能である。
【００４１】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ１…分解対象領域、１０…パッケージ装置、１１…ＳｉＰ基板（基板）、
１２…ＭＥＭＳチップ、１３…ドライバチップ、１９ａ…粗面部、１８…モールド樹脂部、
１６…Ｃｕ配線（金属配線）、１７…金ワイヤ、１８…モールド樹脂部、
１９…外側樹脂部（樹脂部）、２０…ＭＥＭＳ基板（基板）、２１…電極、
２１ａ…下部電極（金属配線）、２１ｂ…駆動電極（金属配線）、２１ｃ…信号用配線（金属配線）、２２…ＭＥＭＳ素子（素子部）、２３…封止体、２４…保護層、２５…中空部、３１…ルーター、３２…エッチング液、３３…容器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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