3D PACKAGING / 研磨 + MIP 后处理

3D 封装芯片开封:Underfill 去除与 MIP 等离子精修

面向半导体失效分析的 3D 封装芯片开封案例:客户机械研磨后采用 MIP 等离子去除 Underfill,关注 μbump 微凸点保护,并评估 iMech Pro 局部研磨与 MIP 后处理的组合路径。

3D 封装芯片开封:Underfill 去除与 MIP 等离子精修
MIP 后处理结果 · 脱敏局部实拍 · 未展示完整芯片布局

CUSTOMER APPLICATION / 客户真实应用

去除 Underfill,
让关键互连重新可见。

本案例来自客户的 3D 封装芯片制样需求。客户先完成机械研磨,再对暴露区域的 underfill 进行去除。难点在于:既要打开 μbump(微凸点)及其周边界面,又要尽可能避免后处理改变原有失效状态。

3D 封装 Underfill 去除:案例工艺摘要

3D 封装芯片研磨后如何去除 Underfill(底部填充胶)并保留 μbump 微凸点观察条件?本客户案例采用机械研磨预处理+MIP(微波诱导等离子)后处理,针对酸去胶可能引入短路的风险,展示去胶后互连与周边表面的脱敏实拍。开芯 IDECAP 同时建议评估 iMech Pro 从底部局部研磨+iPlasma MIP,用于指定区域的芯片开封与半导体失效分析制样。电气一致性需结合处理前后测试确认。

3D 封装

目标:互连与界面可观察

研磨后 MIP

路径:预去层与等离子后处理

局部可扩展

方案:iMech Pro + iPlasma MIP

01 / CUSTOMER CHALLENGE

客户的痛点:
去胶之后,不能多出新的失效。

据客户提供的案例信息,研磨后采用酸去除 underfill,存在引入 μbump 短路的风险。对于失效分析,这会带来一个关键问题:观察到的异常究竟来自器件原始失效,还是来自制样过程?因此,后处理不仅要关注去胶效果,也要关注互连状态与分析证据的保留。

互连密集,处理窗口有限

残余胶层遮挡微凸点及其间隙;持续研磨至完全暴露,可能触及目标互连。需要在接近界面时保留适当余量,再选择精修方法。

高度不一致,终点难统一

局部倾斜、翘曲、叠层差异或前道研磨不均,会使不同区域先后到达目标层。应分区复核剩余材料,避免仅凭单一平面设定加工终点。

去胶与洁净度需要分别确认

树脂去除后仍可能留下无机填料、颗粒或局部残留。不能只看整体颜色变化;还需观察 bump 周围、间隙与目标界面的实际暴露状态。

02 / PROCESS ROUTE

研磨后 Underfill 去除:
MIP 等离子精修流程。

客户本次采用的是“机械研磨预处理+MIP 等离子后处理”的组合路线。客户反馈 MIP 能够将目标区域的 underfill 去除干净;所提供的处理后显微图可见成列互连及其周边表面。

01

确认目标层

明确需要观察的 μbump 区域、保留结构与后续分析方法。

02

研磨并保留余量

从芯片底部向目标界面逐步去层,复核局部高度与剩余层;保留原顶部 die。

03

MIP 分段精修

针对残余有机胶层设定后处理区域,分阶段检查去除状态。

04

检查与结果复核

确认表面暴露、残留颗粒和互连形貌,并按目标安排电气复测。

MIP(Microwave-Induced Plasma,微波诱导等离子)用于有机材料后处理。具体胶材、填料和金属体系仍需确定适配工艺;去除速度、温度、循环次数及清理方式应通过代表性样品验证。

03 / ACTUAL RESULTS

真实表面,保留真实细节。

以下两幅图均来自客户提供的同一张处理后高清照片。大视野图呈现互连阵列与周边区域,细节图展示凸点及其间隙。为保护样品信息,不公开整颗芯片布局、封装轮廓或原图定位关系。

3D 封装 Underfill 去除结果|MIP 后处理大视野局部实拍。可见互连阵列与周边表面;保留原始颜色、纹理及可见残留。
3D 封装 Underfill 去除结果|MIP 后处理大视野局部实拍。可见互连阵列与周边表面;保留原始颜色、纹理及可见残留。
μbump 与周边互连|同一处理后照片的扩大视野裁切。用于观察表面与间隙,不构成加工前后对照。
μbump 与周边互连|同一处理后照片的扩大视野裁切。用于观察表面与间隙,不构成加工前后对照。

这组图能够说明什么?

所选视野中,成列互连及其间区域已可观察,为进一步显微检查提供了条件。本节实拍图未补绘、未删除疑似残胶或缺陷,也未用生成式图像替代工艺结果。

表面可见不等于电气无短路,也不能单凭光学照片认定零残留或无损伤。本案例未公开处理前后电气测试、SEM/EDS 对照、批次成功率或节拍数据,因此不作相应量化承诺。

04 / IDECAP COMBINED SOLUTION

iMech Pro 底部局部研磨
+MIP 等离子后处理。

对于仅需观察某个失效位置、局部互连或指定界面的任务,开芯建议评估 iMech Pro 底部局部研磨+iPlasma MIP 后处理:从芯片底部限定小窗口并向目标界面逐步去层,保留原顶部 die 和适当后处理余量,再通过底侧窗口开展 MIP 去胶与分段观察。

中央开窗,看清 Underfill 去除前后。

样品翻转后底面朝上,原顶部 die 位于下方。以约 45° 俯视角展示放大的中央窗口:iMech Pro 局部研磨后,孔内仍保留琥珀色 Underfill 胶层;随后通过同一窗口进行 MIP 后处理,显露 μbump 及其间隙。

约 45° 俯视的 iMech Pro+MIP 四步示意:翻转样品并选中放大的中央区域;局部研磨后孔内仍有琥珀色 Underfill;MIP 处理中胶层逐步去除;处理后银色 μbump 和深色间隙显露。原顶部 die 在下方完整保留。
工艺示意渲染|左上 → 右上 → 左下 → 右下。采用约 45° 俯视角,并放大中央窗口以便说明:研磨后留胶 → MIP 去胶 → 显露微凸点。角度为示意图观察视角,窗口与层厚不代表实际工艺尺寸;分区去胶画面用于解释材料变化,非实际扫描路径或客户加工记录。点击可放大。

01 · 翻转样品,中央选区

将封装底面朝上、原顶部 die 朝下,在中间区域确定研磨窗口。图中扩大窗口,便于观察后续孔内的胶层与互连变化。

02 · 局部研磨,保留 Underfill

iMech Pro 从底面中央向目标界面逐步去层。孔内的琥珀色胶层表示仍待处理的 Underfill;接近微凸点时保留适当余量,保护下方 die 与目标互连。

03 · MIP 后处理,去除胶层

通过同一窗口对可达有机 Underfill 分段精修。图中同时呈现有胶与已去胶区域,说明胶层去除后,微凸点及其间隙逐渐显露。

04 · 去胶后,观察微凸点

孔内琥珀色胶层已去除,银色 μbump 与深色间隙清晰显露;窗口外材料与下方原顶部 die 保留。实际残留、填料及电气状态仍按分析目标复核。

图示材料:浅灰=翻转后朝上的底部材料;下方深灰=保留的原顶部 die;琥珀色=Underfill 胶层;银色=μbump;蓝紫辉光=MIP 后处理。对比重点为中央窗口内的“有胶 → 去胶”,窗口外胶层保持保留。

iMech Pro|局部机械制样

  • 围绕目标位置设置底侧小区域研磨路径,从底部向目标界面接近,保留原顶部 die。
  • 结合夹持、定位及高度复核,分阶段接近目标界面。
  • 保留适当后处理余量;窗口尺寸和剩余厚度由样品验证确定。

了解 iMech Pro →

iPlasma MIP|残余胶层后处理

  • 针对研磨后残余有机胶层进行精修,评估替代酸去胶的可行性。
  • 关注 μbump 周围、间隙及界面暴露,必要时配合适配的颗粒清理。
  • 以图像复核和后续分析要求共同确定终点。

了解 iPlasma MIP →

本案例的前道研磨由客户完成;iMech Pro 是开芯面向类似任务推荐的局部制样配置,工艺窗口需通过样品评估确认。

05 / EVALUATION CRITERIA

从“看得见”,走向“可分析”。

评估重点建议检查内容
目标界面指定区域是否充分暴露;各区域终点是否一致。
残胶与填料检查互连间隙、bump 周缘及颗粒遮挡;必要时补充 SEM/EDS。
互连形貌对比处理前后可获取的形貌记录,关注缺损、变形、腐蚀迹象与疑似桥连。
电气一致性条件允许时复测短路、开路、漏电或 I–V 特征,区分原始失效与制样影响。
过程可追溯保留定位图、阶段图、参数与终点判定记录;批量使用前验证重复性。

这一路线适合评估 3D / 2.5D 封装、堆叠芯片及含 underfill 的局部互连分析。实际适用性取决于目标层位置、材料体系、样品状态和可允许的处理影响。

06 / APPLICATION QUESTIONS

Underfill 去除与 MIP 等离子开封常见问题

3D 封装芯片研磨后,Underfill 如何去除?

本案例采用客户机械研磨后的 MIP 等离子后处理,去除目标界面残余有机胶层。工艺应结合胶材、无机填料、金属体系与剩余厚度确定,并分阶段检查微凸点周围和间隙的暴露状态。

为什么 μbump 微凸点分析需要关注酸去胶风险?

客户反馈,在其样品条件下,研磨后用酸去除 Underfill 存在引入 μbump 短路的风险。制样引入的新异常可能干扰失效定位,因此需要评估替代去胶路径,并用处理前后图像和电气记录复核;具体风险取决于材料与工艺条件。

iMech Pro 可以与 MIP 配合做局部芯片开封吗?

开芯推荐评估 iMech Pro 底部小区域研磨+iPlasma MIP 精修:围绕失效位置从芯片底部向目标界面逐步去层,保留原顶部 die 与适当后处理余量,再通过底侧窗口开展 MIP 后处理。窗口大小、剩余厚度与终点判定需通过代表性样品验证。本客户案例的前道研磨由客户完成。

MIP 去胶后图片清晰,是否代表没有短路或残留?

图片可以支持表面暴露和互连形貌观察。是否存在电气短路、漏电、微量残留或材料变化,还需按分析目标补充电气测试、SEM 或 EDS 等复核;本页面不以光学照片代替这些测试结果。

07 / PROCESS TERMINOLOGY

工艺术语与分析对象

3D 封装芯片开封(3D package decapsulation)

为失效分析去除目标位置的封装或叠层材料,使内部互连和界面可供观察。本案例关注研磨后的 Underfill 后处理。

Underfill 去除(底部填充胶去除)

Underfill 是填充在芯片与互连周围间隙中的材料;Underfill removal 指去除目标区域填充材料以暴露分析界面。残余树脂和无机填料需分别评估。

μbump 微凸点(microbump / u-bump)

用于细间距芯片互连的微小凸点。制样需关注凸点形貌、邻近间隙及原始电气失效特征的保留。

MIP 等离子开封(microwave-induced plasma)

MIP 即微波诱导等离子。本案例将 MIP 用于机械研磨后残余有机胶层的精修,具体材料兼容性和处理终点需验证。

局部机械研磨(localized mechanical grinding)

围绕指定位置进行局部材料去除。本方案从芯片底部向目标界面接近,保留原顶部 die;iMech Pro 可与 MIP 后处理构成分阶段制样工艺。

半导体失效分析(semiconductor failure analysis)

通过定位、制样、显微观察及必要的电气或材料测试,分析器件异常原因。本案例旨在为目标互连与界面分析提供制样路径。

让目标位置,决定制样方案。

提供封装类型、目标区域、研磨后的剩余材料情况,以及需要保留的失效特征。开芯可据此讨论局部研磨窗口、MIP 后处理路径与验收方法。

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图片说明:本站展示经裁切脱敏的真实局部图像,不公开完整芯片布局;图像无标尺,不用于尺寸计量。客户名称与样品型号未公开。

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