FLIP CHIP / 微短路 · 等离子开封 · 局部研磨

Flip Chip 微短路失效分析:等离子开封与局部研磨

以公开 Flip Chip 微短路案例为基础,对比手动整面研磨与 iMech Pro 局部开封,结合 MIP 去除窗口内残胶,尽量保留电连接,为开封后的电性复测创造条件。

Flip Chip 微短路失效分析:等离子开封与局部研磨

以公开 Flip Chip 微短路案例为基础,对比手动整面研磨与 iMech Pro 局部开封,结合 MIP 去除窗口内残胶,尽量保留电连接,为开封后的电性复测创造条件。

来源与案例 等离子优势 分析图像 局部开封与电测 常见问题

01 · PUBLISHED CASE

先保留证据,再接近缺陷

案例来源:优尔鸿信检测(Foxconn–UR)《【失效分析】IC芯片微短路失效》。公众号发布于 2026 年 4 月 17 日,官网同名文章发布于 4 月 18 日。阅读发布方官网原文 ↗

本页对公开案例作摘要整理,并补充开芯的制样应用建议。原文仅表述“等离子开封”,实际即是通过开芯公司 iPlasma 等离子开封机实现;下文 MIP 与 iMech Pro 的应用路径属于开芯建议。

原文报告:ICT 检测中的微短路可能随测试电流变化而消失。二维 X-Ray 与 LIT 未找到异常,CT 随后定位到接近断裂的丝状连接。经手工研磨、等离子开封和 SEM-EDS,作者将其识别为焊料相关金属丝,并将失效归因于倒装焊接中的焊料溢流;附近还存在填充空隙。

制样的目标,是让缺陷可分析,而不是让短路消失。

对脆弱的导电连接,电性激励、材料去除和清理都可能改变现场。应把低扰动定位、同位置图像和后续成分分析关联起来,逐步接近目标。

02 · PLASMA VALUE

等离子的价值:减少干扰,让关键结构可见

Flip Chip 的互连位于芯片与基板之间,通常与 Underfill 底部填充胶、填料和金属结构紧邻。要暴露这些区域,既需要去除覆盖材料,也需要尽量保留连接形貌、位置和周围界面。

减少酸液对金属的干扰

与依赖酸液去胶的路径相比,MIP 以氧离子去除有机树脂,可降低强酸系对焊料、焊盘和细金属连接的腐蚀风险,为观察金属缺陷提供更合适的制样选择。

让树脂逐步退去

MIP可以通过控制开封速率,以微米级逐层分段处理使有机覆盖层逐步减少,便于在中间阶段记录目标暴露情况。接近细丝或薄弱连接时,及时停止并复核,减少继续处理带来的变化。

把开封接到后续分析

完成目标暴露后,可衔接显微观察、SEM 和 EDS,记录金属与填料、空隙的相对位置。成分与形貌共同解释,避免仅凭一张外观图判断失效机制。

局部放大:让金属细丝从残胶中显露

建立目标区域的观察通道后,残留的 Underfill 仍可能遮挡细小金属异物。通过 MIP 分段去除覆盖的有机材料,使金属细丝及其邻近空隙显露,便于显微观察与 SEM–EDS 分析。这里要保留的是异物证据,而不是把金属异物一起去掉。

局部放大原理渲染:Underfill 残胶遮挡细小焊料金属丝,MIP 等离子去除有机覆盖后显露金属细丝和邻近空隙
局部放大示意,与下方整颗封装图的显示尺度不同。左:有机残胶覆盖目标,异物尚难辨识。右:MIP 去除有机覆盖后,铜导体之间的银色焊料细丝与邻近空隙显露,边缘仍可能有无机填料。结构为原理示意,不替代原始显微照片或电测结果。
制样关注点MIP 的价值实施
金属连接与焊点减少酸腐蚀造成的原始形貌改变。MIP高选择性,减少对绑线或金属异物的影响
有机树脂与填料去除有机树脂,使目标更易观察。等离子逐步去除塑封料,而不像酸可能快速的连同异物一起去除
脆弱异物与界面减少直接接触式刮擦目标的需要。避免未经验证的酸冲洗、机械触碰导致细丝位移。

先判断“要去掉的”与“要保留的”是否为同一种材料。

如果待分析对象是有机污染物本身,应先保留参考样,或优先完成适合的化学分析,再决定是否使用等离子。MIP 也可能改变有机物或金属表面状态;工艺窗口需通过代表性样品和阶段观察确认。

03 · EVIDENCE

从定位到成分,保持同一目标的对应关系

以下为本页原有的案例分析图。对应原文的定位、开封与成分分析步骤,保留图中的测点、箭头、比例尺和数值。图片来源:优尔鸿信检测 ↗。

优尔鸿信检测公开案例:CT 定位倒装芯片内部异常连接
图 1 · CT 定位。来源:优尔鸿信检测。
优尔鸿信检测公开案例:研磨、等离子开封和异常区域观察
图 2 · 研磨与等离子开封后的观察。来源:优尔鸿信检测;图中手工研磨不代表 iMech 实测。
优尔鸿信检测公开案例:SEM 形貌及 EDS 测点
图 3 · SEM 形貌与测点。来源:优尔鸿信检测。
优尔鸿信检测公开案例:对应测点的 EDS 成分结果
图 4 · EDS 原始结果,适用于图中指定测点。来源:优尔鸿信检测。

04 · LOCAL OPENING & ELECTRICAL TEST

从整面研磨到局部开封,为开封后电测保留条件

该案例原先采用手动整面平磨进行制样。整面去除能够暴露内部结构,但也可能同时去除非目标区域的线路、焊盘或互连,使原有电连接难以保留。开芯建议将这一环节升级为 iMech Pro 定点局部开封,再结合 MIP 等离子去除窗口内残胶,把材料去除限制在需要观察的区域,为开封后的电性复测创造条件。

原方式 · 手动整面研磨

覆盖较大面积,目标区与非目标区共同去除。部分周边线路、接触端或支撑结构可能随之丢失,后续往往更侧重形貌观察。

优化方式 · iMech Pro 局部开封

按定位结果规划窗口的位置、面积与深度,尽量保留目标区以外的基板、布线和测试端,让结构观察与电性复测有机会在同一样品上衔接。

薄型 Flip Chip 封装对比:手动整面研磨与 iMech Pro 基板背面中央小窗口局部开封,下方 Die 未切削
薄型 Flip Chip 比例示意:基板背面朝上,下方 Die 保留完整。左为手动整面研磨;右为 iMech Pro 中央小窗口局部开封,大部分周边基板与接触端保留。实际开窗尺寸和布线避让需按样品规划;本图不代表该样品的实测尺寸或电性连通验证。
对比维度手动整面研磨iMech Pro 局部开封 + MIP
材料去除范围较大面积整体去除,非目标区域也受影响。限定开窗区域与深度,只去除通往目标所需的材料。
电连接保留可能磨除测试端或切断相关布线。根据布线和封装结构避让关键网络,保留外围可用连接。
接近目标后的处理继续平磨可能影响薄弱金属或缺陷形貌。先以机械方式建立局部通道,再由 MIP 分段去除有机残胶。
后续验证目标以暴露后的形貌与成分分析为主。在所需网络仍连通时,结合显微观察开展开封前后电性对比。

建议流程:定位 → 局部开窗 → MIP 去胶 → 电测复核

01 · 先定义要测的网络

记录初始电性、目标坐标与可接触测试端,核对窗口范围内外的关键布线。

02 · iMech Pro 局部开窗

从适合的基板侧入口分层接近目标,控制窗口与停止层位,避免触及需保留的 Die 和电连接。

03 · MIP 分段去除残胶

暴露目标金属与互连,并保留阶段图像;达到观察要求后及时复核。

04 · 复核连通,再做电测

确认相关测试端和网络仍可用,再按样品允许的激励开展连续性、漏电或异常网络对比。

让“看得到”,进一步具备“测得到”的条件。

局部开封减少了无关区域的去除,为保留电连接提供了更有针对性的路径。是否能够完成某项电测,仍取决于窗口是否避开关键网络、互连是否保留,以及测试端是否可接触;应在制样前共同规划。

对于本例这类可能随测试电流而消失的微短路,电测需采用经确认的低扰动条件。局部开封的目的是保留诊断能力,不以故障消失作为开封成功的判据。本节为方案优化建议,不代表原案例已完成 iMech Pro 开封后电测。

05 · QUESTIONS & ANSWERS

关于微短路制样的常见问题

MIP等离子开封能直接确认微短路原因吗?

开封负责提供分析通道。根因判断仍需将电性现象、定位结果、形貌和成分证据关联起来,并区分制样前后的变化。

MIP 等离子处理后,所有异物都会保留下来吗?

不能一概而论。金属、氧化物和有机污染物对工艺的响应不同。应先确认待分析材料,并通过分段处理、参考样和前后记录验证证据保存。

为什么局部开封有助于开封后电测?

相比整面去除,局部开封可将研磨限制在目标区域,尽量保留周边基板、线路和测试端。与 MIP 去除窗口内残胶配合,在待测网络仍连通、测试端可接触的前提下,为电性复测创造条件。

06 · NEXT STEP

围绕你的目标,确定制样与分析路径

Flip Chip 倒装芯片

通过凸点将芯片连接到基板的封装形式,底部互连区域常与 Underfill 紧邻。

MIP 等离子开封

利用微波诱导等离子活性物种去除有机封装材料,为敏感结构提供无酸开封路径。

iMech Pro 局部研磨

按目标限定开窗位置、面积与深度的精密制样方式,通过减少非目标区域去除,尽量保留周边结构与电连接。

了解 MIP 等离子设备 了解 iMech Pro 讨论你的样品分析路径 →

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LET’S TALK

从一个样品,开始技术确认。

告诉我们封装类型、分析目标与需要保留的结构,一起确定适合的开封路径。

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