(57)【要約】【課題】回路部品等を封止している樹脂の開封を、特殊な作業環境の設定が必要で開封後も無害化処理が必要な発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を用いることなしにかつ、樹脂開封部位の大きさを高い精度下に制御可能で、開封に用いる材料をリユース、リサイクルすることが可能な樹脂の開封方法及び装置を提供すること。【解決手段】回路部品等を封止している樹脂を開封し回路部品等を露出すべき部位に、ガラス状態にある物質の融液を滴下させ樹脂への酸素遮断下に樹脂を局所加熱して樹脂の所望部位を変質、軟化せしめた後、機械的加工を施して樹脂を開封する方法及びこれを応用した装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を開封し回路部品等を露出させるべき部位を酸素遮断状態下に加熱し、熱を専ら樹脂の面に垂直な方向に伝達せしめて樹脂の所望部位を変質、軟化せしめた後、機械的加工を施して樹脂を開封するようにしたことを特徴とする樹脂の開封方法。
【請求項２】
樹脂を開封し回路部品等を露出させるべき部位に、ガラス状態にある物質の融液を滴下させ樹脂への酸素遮断下にジ樹脂を加熱して樹脂の所望部位を変質、軟化せしめた後、機械的加工を施して樹脂を開封するようにしたことを特徴とする樹脂の開封方法。
【請求項３】
樹脂の開封すべき部位の面積および深さの何れか一方または双方に対応してガラス状態にある物質の融液の温度および量の何れか一方または双方を変化させる制御を行う請求項１に記載の樹脂の開封方法。
【請求項４】
ガラス状態にある物質を加熱・溶融させる手段と、該加熱・溶融手段によって得られるガラス状態にある物質の融液を樹脂の開封すべき部位に滴下させる手段と、ガラス状態にある物質の融液の滴下・加熱によって変質、軟化せしめられた樹脂を削除する機械的加工手段とを有することを特徴とする樹脂の開封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路部品等を封止している樹脂の開封方法及び装置に関する。詳しくは、発煙硝酸、濃硫酸といった後処理を必須とする薬品を用いる必要のない樹脂の開封方法及びこの技術を応用した装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば半導体デバイスの故障を解析すべく、デバイスの内部に封止された集積回路チップを光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて観察するためにまた、初版の製造を終えた段階で所望の機能を発揮しないＬＳＩを分析したり、場合によっては加工修正処理すべく、図３に示すように、集積回路チップ上方のパッケージ樹脂の一部を除去するいわゆる開封を行うことがなされる。
【０００３】
従来の樹脂の開封方法は、図４に示すように、回路部品等上方の樹脂の一部にたとえばグラインダを用いて凹部を形成し、この凹部に発煙硝酸、濃硫酸といった劇薬を適用することによって樹脂の所望部位を溶融除去し、回路部品等の表面を露出させる開封方法である。
【０００４】
前記、発煙硝酸、濃硫酸といった劇薬による樹脂所望部位の溶融除去手段における寸法精度の問題即ち、樹脂除去部分の寸法がたとえばＩＣチップ外形寸法を超過して周囲のパッケージ樹脂に埋設されていたリードフレームまで露出させ、リードフレーム上に接続されているボンディングワイヤを剥離させたりボンディングワイヤを引っ張って断線させたりする問題を解決した技術が、たとえば特開２００１−３５８１５８号公報に開示されている。しかしながら、この先行技術にあっても樹脂開封手段として発煙硝酸を用いる点において、従来技術と変わる処がない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によるときは、樹脂開封に用いた発煙硝酸、濃硫酸といった劇薬を安全に使用するための特殊な作業環境の設定、およびこれらの有害な劇薬を無害化するための処理過程が必要になる。また、発煙硝酸、濃硫酸といった劇薬の取扱いを伴う樹脂開封作業は、ややもすると精密さに欠ける問題があった。ＬＳＩといった回路部品が微細化し複雑化する趨勢下にあってこの問題はより深刻となっていた。
【０００６】
一方、たとえばＬＳＩといった回路部品等の製造プロセスが、設計から試験までの一連の工程を一貫して行う形態から、回路部品設計工程を独立して行う企業化が進展し回路部品等設計作業を通常の事務所で行う形態となってきている。而して、回路部品等設計作業に深く関連する回路部品等の分析や加工修正作業を、前記通常の事務所内で簡便かつ迅速に行うことを可能ならしめる必要性が増大してきている。
【０００７】
先に述べたように、回路部品等の分析や修正作業を行うためには回路部品等を封止している樹脂を開封する必要があり、この開封を、回路部品等の設計作業を行う通常の事務所内で発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を用い開封後も無害化処理を必要とする手段によることなしに行える技術的手段が強く望まれていた。また、開封に用いる材料をリユース、リサイクルできることが望ましい。さらに、樹脂開封部位の位置、大きさを容易に制御可能な手段である必要がある。
【０００８】
本発明は、樹脂の開封を、発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を用いず、開封後も無害化処理が不必要なかつ、樹脂開封部位の位置、大きさを高い精度で制御可能なまた、開封に用いる材料がリユース、リサイクル可能である樹脂の開封方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、樹脂を開封し回路部品等を露出させるべき部位を酸素遮断状態下に加熱し、熱を専ら樹脂の面に垂直な方向に伝達せしめて樹脂の所望部位を変質、軟化せしめた後、機械的加工を施して樹脂を開封するようにしたことを特徴とする樹脂の開封方法である。この発明によれば、回路部品等を封止している樹脂の所望部位の開封を、発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を用いることなしに行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、樹脂を開封し集積回路を露出させるべき部位に、ガラス状態にある物質の融液を滴下させ樹脂への酸素遮断下に樹脂を加熱して樹脂の所望部位を変質、軟化せしめた後、機械的加工を施して樹脂を開封するようにした樹脂の開封方法である。この発明によるときは、発煙硝酸や濃硫酸といった開封後の無害化処理が必要な劇薬を用いることなしにまた、開封されるべき樹脂の部位は酸素遮断下に加熱されるから樹脂の発煙や燃焼を生ぜしめることなしに樹脂の開封ができる。さらに、開封に用いるガラス状態にある物質の融液は常温ではガラス状固体となり、これをリユース、リサイクルすることが可能である
【００１１】
請求項３に記載の発明は、樹脂の開封すべき部位の面積および深さの何れか一方または双方に対応してガラス状態にある物質の融液の温度および量の何れか一方または双方を変化させる制御を行う請求項１に記載の樹脂の開封方法である。この発明によれば、樹脂開封部位の位置、大きさを高い精度で制御可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、ガラス状態にある物質を加熱・溶融させる手段と、該加熱・溶融手段によって得られるガラス状態にある物質の融液を樹脂の開封すべき部位に滴下させる手段と、ガラス状態にある物質の融液の滴下・加熱によって変質、軟化せしめられた樹脂を削除する機械的加工手段とを有する樹脂の開封装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施形態に則して説明する。
本発明は樹脂の開封方法及び装置であって、たとえば廃ガラス瓶、ガラスカレット、水ガラス、シリカガラス、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等といったガラス状態にある物質或いはこれらの混合物を加熱して融液を作り、これを回路部品等を封止している樹脂の所望の部位に滴下して樹脂を変質、軟化させて機械的加工を行い易くし、たとえばグラインダによって前記変質、軟化せしめられた部位を研削除去して容易に開封する。その際、滴下するガラス状態にある物質或いはこれらの混合物の融液の温度および／または量を変化させる制御を行うことによって、開封する部位の大きさ（面積・深さ）を高精度に制御できる。また、滴下したガラス状態にある物質或いはこれらの混合物の融液は常温ではガラス状固体となって容易に回収でき、リユース、リサイクルが可能であるとともに無公害である。
【００１４】
本発明においては、図１に示すように、ガラス状態にある物質の融液１が有する熱によって回路部品等を封止している樹脂２の開封されるべき部位３を酸素の遮断下に高温状態に置き、発煙や燃焼を生ぜしめることなしに熱は専ら樹脂２の面に垂直な方向に伝えられ、樹脂２は受熱部位においてのみ変質せしめられて、その物性を変え簡単な機械的加工たとえばグラインディングによって容易に削除される。
【００１５】
また、本発明において、樹脂２の開封されるべき部位３に酸素遮断下に熱を加える手段として用いるガラス状態にある物質は、珪素、硼素、燐、バナジウム、アルミニウム、鉄、ガリウム、テルル等の酸化物や炭酸塩の何れかまたはそれらの混合物、ならびにリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、といったアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や炭酸塩の何れかまたはそれらの混合物を含む化合物であってもよい。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態を上記したが、発明者らは、発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を用いることなく、回路部品等を封止している樹脂の所望部位を開封する手段について種々検討を加えた結果、回路部品等を封止している樹脂であるフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂といった熱硬化性樹脂の開封すべき領域を８００℃〜１０００℃といった温度域に加熱・昇温することによって樹脂の炭素間結合を分断して樹脂を変質、軟化せしめ得ると考え、ガラス状態にある物質を加熱して高温融液とし、これを樹脂の開封すべき部位に滴下させることによって樹脂を変質、軟化させ、簡単な機械的加工たとえばグラインディングによって樹脂を開封することに成功した。本発明は、発明者らによるこの知見によって完成した。その際、樹脂に発煙、燃焼を生ぜしめないことが必要であり、そのためには、樹脂への酸素遮断下に加熱・昇温がなされねばならない。
【００１７】
発明者らは、大がかりな設備たとえば加熱用電気設備や温度制御装置といった設備を設けることなく、その取扱いが簡便でリユース、リサイクルしやすい材料として、ガラス状態にある物質を前記加熱条件に適した加熱媒体として選択した。
【００１８】
勿論、本発明は、ガラス状態にある物質による樹脂の加熱・昇温に限るものではなく、他の加熱・昇温手段たとえば高温金属による樹脂の加熱・昇温や高集積エネルギービームたとえばレーザによる加熱であってもよい。
【００１９】
【実施例】
実施例１
８００℃に加熱・溶融させた五酸化バナジウムを主成分とした融液を、パッケージ樹脂２の開封されるべき部位３に滴下し、表面が軟らかくなった時点で、手作業でピンセットを用いて開封を試みた。これを５回行ったが、削りやすくなったものの開封には１時間程度時間がかかった。次に、１０００℃に加熱・溶融させた五酸化バナジウムを主成分とした融液を、パッケージ樹脂２の開封されるべき部位３に滴下し、手作業でピンセットを用いて開封を試みた。五酸化バナジウム融液温度が１０００℃では、融液の粘度が低過ぎて融液がパッケージ樹脂２表面に広がってしまった。これでは、狭く限定された領域を加熱することは困難であるが、融液が流れ出さないように囲みをつくればこの融液温度でのパッケージ樹脂２の開封は可能である。
【００２０】
実施例２
廃ガラス瓶（珪酸塩ガラス）［コーラ瓶］を用いた。この珪酸塩ガラスは融点が高く、１０００℃に加熱・溶融させた融液は粘度が高くパッケージ樹脂２の開封されるべき部位３への滴下が困難であった。そこで、融点を下げるためにこの廃ガラスに酸化ホウ素、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウムを加えたものを加熱・溶融させた。組成は、廃ガラス：酸化ホウ素：炭酸ナトリウム：炭酸カルシウム＝３：１：１：１である。このガラスの融液（１０００℃）をパッケージ樹脂２の開封されるべき部位３へ滴下して表面を軟らかくした後、ピンセットで樹脂を削除した。４回同じ操作を行った結果、開封は可能であったが、３０分間程度かかってしまった。短時間で削除するために、ガラスを滴下してからピンセットの代わりにグラインダで研削した処、容易に開封できた。所用時間は１分間〜２分間程度であった。
【００２１】
実施例３
水ガラスを用いた。水ガラスは常温で粘度が高い液体であるから、水ガラスを用いればパッケージ樹脂２の開封されるべき部位３に水ガラスを位置させ、その状態でたとえばレーザ等によって水ガラスのみを加熱することができる。１０００℃の水ガラス融液をパッケージ樹脂２の開封されるべき部位３へ保持した後、グラインダで研削した処、容易に開封できた。所用時間は１分間〜２分間程度であった。
【００２２】
実施例４
水ガラス＋五酸化バナジウム（１：１）を用いた。１０００℃の水ガラス＋五酸化バナジウム（１：１）融液をパッケージ樹脂２の開封されるべき部位３へ滴下してからグラインダで研削した処、容易に開封できた。所用時間は１分間〜２分間程度であった。
【００２３】
上記実施例において、ガラス状態にある物質の融液の温度および量の何れか一方または双方を変化させる制御を行うことによって、パッケージ樹脂２の開封されるべき部位３のディメンジョン（面積・深さ）に対応した開封を高精度下に行い得る。
【００２４】
実施例５
本発明の樹脂の開封装置を、図２に示す。
図２において、１１はガラス状態にある物質の加熱・溶融手段であり、ガラス状態にある物質をその融液とすべく機能する。ガラス状態にある物質の加熱・溶融手段１１としては、電気炉、バーナー、電子レンジ、レーザ等を用いることができる。ガラス状態にある物質の加熱・溶融手段１１には、温度制御機構が装備される。１２は融液滴下手段であって、ガラス状態にある物質の融液を、パッケージ樹脂２の開封されるべき部位３の所望領域に滴下する。１３は機械的加工手段であって、たとえばグラインダが用いられる。機械的加工手段
１３は、ガラス状態にある物質の融液の滴下・加熱によって変質、軟化したパッケージ樹脂２の開封されるべき部位３の樹脂を削除し開封する。
【００２５】
本発明の樹脂の開封方法及び装置は、ＬＳＩ分野に限ることなく、薄膜磁気ヘッド分野、表示デバイス（液晶デバイス、プラズマ表示デバイス等）分野、プリント基板分野、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）などの分野に適用することができる。
【００２６】
本発明を叙上の好ましい実施例に則して説明したが、本発明はこれに限ることなく、樹脂の発煙、燃焼を生ぜしめることのない状態下に樹脂の所望部位に熱を加えて専ら樹脂の面に垂直な方向に熱を伝え、樹脂の所望部位を局所加熱して変質、軟化せしめた後、機械的加工を施して開封する方法を採ることもできる。
【００２７】
樹脂の発煙、燃焼を抑止した状態下に、樹脂の所望部位に熱を加える手段としては、たとえば樹脂を窒素ガス等不活性ガス雰囲気下に、通電等によって高温に加熱された金属棒を押圧して加熱する手段を採ることができる。また、レーザ等高集積度エネルギービームを照射する手段を採ることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、回路部品等を封止している樹脂の所望部位の開封を、発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を用いることなしに行うことができる。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬を全く用いることなしに回路部品等を封止している樹脂の開封を簡便にかつ極めて短時間に精度よく行うことができる。従って、回路部品等設計後の回路部品等の分析や加工修正作業を、発煙硝酸や濃硫酸といった劇薬の使用に対応する特殊な環境の下で行う必要がなく、一般の事務所内で行うことができる。而して、装置などに搭載されるパッケージ化されたプリント基板の分野において、従来、「修正作業」の導入が困難であった領域についても、本発明によって「製作してから修正工程を付加できる」という新しいプロセスの創造を可能とし、製造ラインに大きな変革をもたらし得る。
【００３０】
また、回路部品等を封止している樹脂上に滴下したガラス状態にある物質の融液は常温ではガラス状固体となって容易に回収でき、何度でもリユース、リサイクルが可能である。
【００３１】
請求項３に記載の発明によるときは、回路部品等を封止している樹脂の開封されるべき部位のディメンジョン（面積・深さ）に対応した制御を行うことができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、簡潔な装置構成にして高い生産性下に樹脂の開封を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる樹脂の開封方法の実施態様を示す模式図
【図２】本発明の樹脂の開封装置の一実施例を示す模式図
【図３】回路部品等を封止している樹脂の開封の模様を示す斜視図
【図４】従来の半導体デバイスパッケージ樹脂の開封方法を示す模式図
【符号の説明】
１  ガラス状態にある物質の融液
２  樹脂
３  回路部品等を封止している樹脂の開封されるべき部位
１１  ガラス状態にある物質の加熱・溶融手段
１２  融液滴下手段
１３  機械的加工手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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