本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種封裝芯片失效分析樣品及其制備方法。

背景技術(shù)：

在提高產(chǎn)品良率的過程中，產(chǎn)品工程師需要對問題產(chǎn)品進行電性失效分析，從而對產(chǎn)品進行診斷。通過電性失效分析，往往可以找出缺陷在版圖上的位置。一般的，對芯片的電流異常使用熱點定位分析法。

對于封裝芯片(亦稱芯片級封裝，英文為Chip Scale Package，簡稱CSP),封裝芯片的結(jié)構(gòu)如圖1所示，封裝芯片1包括芯片(Chip)100，芯片100包括正面(互連層所在的一面)以及與正面相對的背面(襯底所在的一面)，芯片100的正面的邊緣區(qū)域101具有用于電導通的墊片(PAD)，墊片為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的，在圖1中未具體示出。在芯片100的正面的邊緣區(qū)域101以及芯片的背面制備封裝材料(一般為環(huán)氧樹脂)110，通過封裝材料110將一透明保護層120粘貼在芯片100的正面。多個金屬球(一般為錫球)130通過封裝材料110固定在芯片100的背面，封裝材料110內(nèi)還固定有導通導線140，導通導線140用于將墊片和金屬球130。在封裝芯片1中，透明保護層120所在的面為封裝芯片1的正面1a，金屬球130所在的面為封裝芯片1的背面1b。

現(xiàn)有技術(shù)中，對封裝芯片1進行熱點定位分析時的點針方法有以下兩種方法：

一、正面點針法：如圖2所示，用硝酸腐蝕掉封裝材料110，暴露出芯片100，同時暴露出邊緣區(qū)域101上的墊片，然后直接將探針190點在墊片上，進行熱點定位。然而，在用硝酸腐蝕掉封裝材料110時，由于腐蝕封裝材料110所釋放應(yīng)力較大，墊片會發(fā)生崩裂，僅有少量剩余的墊片，使得墊片不能與探針190形成有效的接觸。如果腐蝕時間控制不當，還可能造成墊片被腐蝕，從 而無法進行熱點定位分析；

二、背面點針法：如圖3所示，研磨封裝芯片1的背面1b，以去除金屬球130以及位于封裝芯片1的背面1b的封裝材料110，然后直接將探針190點在暴露出的導通導線140上，進行熱點定位。然而，研磨去除金屬球130以及位于封裝芯片1的背面1b的封裝材料110的過程容易在成芯片100的損傷。并且，研磨后露出的導通導線140截面接觸點太小，探針190無法與導通導線140形成穩(wěn)定接觸。此外，由于背面點針法是從芯片100的背面進行熱點的查看，當后段金屬互連層的失效時，由于前段器件阻擋，使得定位存在偏差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有的熱點定位分析的不足，提供一種封裝芯片失效分析樣品及其制備方法，該封裝芯片失效分析樣品能夠方便準確的對封裝芯片進行失效分析。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種封裝芯片失效分析樣品的制備方法，包括：

提供一封裝芯片，所述封裝芯片包括正面以及與所述正面相對設(shè)置的背面，所述封裝芯片的背面上設(shè)置有多個金屬球；

對所述金屬球背離所述封裝芯片正面的一側(cè)進行部分去除；

在所述金屬球的一側(cè)制備一膠層；

所述膠層蘸取金屬粉末；

對蘸取所述金屬粉末的膠層進行加熱固化，所述金屬粉末和膠層形成一金屬層；以及

在所述金屬層背離所述封裝芯片正面的一側(cè)磨出一平面。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法還包括：

將所述封裝芯片固定在一轉(zhuǎn)接板上，所述轉(zhuǎn)接板上設(shè)置有多個轉(zhuǎn)接板導線以及與所述轉(zhuǎn)接板導線一一對應(yīng)連接的引腳，每一所述轉(zhuǎn)接板導線通過一打線導線連接在所述金屬球的平面上。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述封裝芯片失 效分析樣品的制備方法還包括：

將所述轉(zhuǎn)接板插在一轉(zhuǎn)接卡座上，所述轉(zhuǎn)接卡座包括用于與一測試機臺的端口連接的金屬簧片，所述引腳與所述轉(zhuǎn)接卡座上的金屬簧片鍵合。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述轉(zhuǎn)接板為中空環(huán)形，所述封裝芯片通過一透明膠帶固定在所述轉(zhuǎn)接板的中空環(huán)內(nèi)，所述封裝芯片的正面粘貼在所述透明膠帶上。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述打線導線的材料與所述金屬粉末的材料相同。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，在所述金屬球的一側(cè)制備所述膠層的步驟包括：

在一基片上涂覆一層膠；

將所述封裝芯片與所述基片相對設(shè)置，其中所述金屬球面向所述膠，并將所述封裝芯片與所述基片進行按壓，使所述金屬球蘸取所述膠，以在所述金屬球的一側(cè)制備所述膠層。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述基片為透明基片。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述膠層蘸取金屬粉末的步驟包括：

在一載片上涂覆一層所述金屬粉末；

將所述封裝芯片與所述載片相對設(shè)置，其中所述膠層面向所述金屬粉末，并將所述封裝芯片與所述載片進行按壓，使所述膠層蘸取所述金屬粉末。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述載片為透明載片。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述膠層為導電膠。

根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種封裝芯片失效分析樣品，包括：

封裝芯片，所述封裝芯片包括正面以及與所述正面相對設(shè)置的背面，所述封裝芯片的背面上設(shè)置有多個金屬球，所述金屬球背離所述封裝芯片正面的一側(cè)被部分去除；

金屬層，設(shè)置于所述金屬球背離所述封裝芯片正面的一側(cè)，所述金屬層包括熱固化的膠層以及位于所述膠層內(nèi)的金屬粉末，所述金屬層背離所述封裝芯片正面的一側(cè)設(shè)置有一平面。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品中，所述封裝芯片失效分析樣品還包括一轉(zhuǎn)接板，所述轉(zhuǎn)接板上設(shè)置有多個轉(zhuǎn)接板導線以及與所述轉(zhuǎn)接板導線一一對應(yīng)連接的引腳，所述封裝芯片固定在所述轉(zhuǎn)接板上，每一所述轉(zhuǎn)接板導線通過一打線導線連接在所述金屬球的平面上。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品中，所述封裝芯片失效分析樣品還包括一轉(zhuǎn)接卡座，所述轉(zhuǎn)接卡座包括用于與一測試機臺的端口連接的金屬簧片，所述轉(zhuǎn)接板插在所述轉(zhuǎn)接卡座上，所述引腳與所述轉(zhuǎn)接卡座上的金屬簧片鍵合。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品中，所述轉(zhuǎn)接板為中空環(huán)形，所述封裝芯片通過一透明膠帶固定在所述轉(zhuǎn)接板的中空環(huán)內(nèi)，所述封裝芯片的正面粘貼在所述透明膠帶上。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品中，所述打線導線的材料與所述金屬粉末的材料相同。

進一步的，在所述封裝芯片失效分析樣品中，所述膠層為導電膠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的封裝芯片失效分析樣品及其制備方法具有以下優(yōu)點：

在本發(fā)明提供的封裝芯片失效分析樣品的制備方法中，所述封裝芯片的背面的金屬球上制備有金屬層，所述金屬層背離所述封裝芯片正面的一側(cè)設(shè)置有一平面，所述平面可以方便地與打線機的線材形成接觸，使得打線機的線材可以在所述金屬層上打線，從而可以通過所述金屬層將所述封裝芯片電性引出，在不損傷所述封裝芯片內(nèi)的芯片的前提下，對所述封裝芯片進行熱點定位分析。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中封裝芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中封裝芯片進行正面點針時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中封裝芯片進行背面點針時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中封裝芯片失效分析樣品的制備方法的流程圖；

圖5-圖12為本發(fā)明一實施例的封裝芯片失效分析樣品在制備過程中的結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖13-圖14為本發(fā)明一實施例的封裝芯片失效分析樣品在制備過程中的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖15為本發(fā)明一實施例的封裝芯片失效分析樣品在失效分析時的俯視圖；

圖16為本發(fā)明一實施例的轉(zhuǎn)接卡座的剖面圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的封裝芯片失效分析樣品及其制備方法進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。

為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本發(fā)明的核心思想在于，提供一種封裝芯片失效分析樣品的制備方法，如圖4所示，包括：

步驟S11：提供一封裝芯片，所述封裝芯片包括正面以及與所述正面相對設(shè)置的背面，所述封裝芯片的背面上設(shè)置有多個金屬球；

步驟S12：對所述金屬球背離所述封裝芯片正面的一側(cè)進行部分去除；

步驟S13：在所述金屬球的一側(cè)制備一膠層；

步驟S14：所述膠層蘸取金屬粉末；

步驟S15：對蘸取所述金屬粉末的膠層進行加熱固化，所述金屬粉末和膠層形成一金屬層；以及

步驟S16：在所述金屬層背離所述封裝芯片正面的一側(cè)磨出一平面。

所述封裝芯片的背面的金屬球上制備有金屬層，所述金屬層背離所述封裝芯片正面的一側(cè)設(shè)置有一平面，所述平面可以方便地與打線機的線材形成接觸，使得打線機的線材可以在所述金屬層上打線，在從而可以通過所述金屬層將所述封裝芯片電性引出，在不損傷所述封裝芯片內(nèi)的芯片的前提下，對所述封裝芯片進行熱點定位分析。

以下請參閱圖4-圖14具體說明本發(fā)明的封裝芯片失效分析樣品及其制備方法，其中，圖4為本發(fā)明中封裝芯片失效分析樣品的制備方法的流程圖；圖5-圖12為本發(fā)明一實施例的封裝芯片失效分析樣品在制備過程中的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖13-圖14為本發(fā)明一實施例的封裝芯片失效分析樣品在制備過程中的結(jié)構(gòu)俯視圖。

首先，進行步驟S11，提供一封裝芯片，所述封裝芯片包括正面以及與所述正面相對設(shè)置的背面，所述封裝芯片的背面上設(shè)置有多個金屬球。在本實施例中，所述封裝芯片為背景技術(shù)中的封裝芯片1。

然后，進行步驟S12，如圖5所示，對所述金屬球130背離所述封裝芯片正面1a的一側(cè)進行部分去除，以在所述金屬球130的一側(cè)形成一接觸面130a，以方便在所述金屬球130上制備一膠層。

然后，進行步驟S13，在所述金屬球130的一側(cè)制備一膠層，較佳的，步驟S13包括子步驟S131～子步驟S132：如圖6所示，進行子步驟S131，在一基片200上涂覆一層膠210，優(yōu)選的，所述基片200為透明基片，以方便觀察所述金屬球130蘸膠的均勻性，所述膠210優(yōu)選為液態(tài)膠，如膠水，可以方便地使所述金屬球130蘸取所述膠210，并在步驟S14中方便地蘸取金屬粉末；如圖7所示，進行子步驟S132，將所述封裝芯片1與所述基片200相對設(shè)置，其中所述金屬球130面向所述膠210，并將所述封裝芯片1與所述基片200進行按壓，使所述金屬球130蘸取所述膠210，當將所述封裝芯片1從所述基片200上拿下時，如圖8所示，在所述金屬球130的一側(cè)制備出所述膠層220。較佳的，所述 膠層220為具有高溫固化性能的導電膠，以方便固化定形，并可以保證后續(xù)金屬層的導電性。

接著，進行步驟S14，所述膠層220蘸取金屬粉末，較佳的，步驟S14包括子步驟S141～子步驟S142：如圖9所示，進行子步驟S141，在一載片300上涂覆一層所述金屬粉末310，優(yōu)選的，所述載片300為透明載片，以方便觀察所述膠層220蘸取金屬粉末的均勻性；如圖10所示，進行子步驟S142，將所述封裝芯片1與所述載片300相對設(shè)置，其中所述膠層220面向所述金屬粉末310，并將所述封裝芯片1與所述載片300進行按壓，使所述膠層220蘸取所述金屬粉末310。當將所述封裝芯片1從所述載片300上拿下時，在所述膠層220中含有所示金屬粉末310。

隨后，進行步驟S15，如圖11所示，對蘸取所述金屬粉末310的膠層220進行加熱固化，所述膠層220固化，所述金屬粉末310固定于膠層220內(nèi)，所述金屬粉末310和膠層220形成一金屬層320。較佳的，采用烤箱進行加熱，所述加熱固化的溫度為120℃～160℃，例如130℃、140℃、150℃等等。

之后，進行步驟S16，如圖12所示，在所述金屬層320背離所述封裝芯片正面1a的一側(cè)磨出一平面320a，所述平面320a方便與打線機線材進行鍵合，提高接觸的可靠性。使得打線機的線材可以在所述金屬層320上打線，在從而可以通過所述金屬層320將所述封裝芯片1電性引出，在不損傷所述封裝芯片1內(nèi)的芯片100的前提下，對所述封裝芯片1進行熱點定位分析。

為了更準確地進行熱點定位分析，較佳的，如圖13所示，將所述封裝芯片1固定在一轉(zhuǎn)接板400上，所述轉(zhuǎn)接板400上設(shè)置有多個轉(zhuǎn)接板導線410以及與所述轉(zhuǎn)接板導線410一一對應(yīng)連接的引腳420，每一所述轉(zhuǎn)接板導線410通過一打線導線440連接在所述金屬球320的平面上。其中，打線機的線材在所述金屬球320上和所述轉(zhuǎn)接板導線410上進行打線，形成所述打線導線440。其中，所述打線導線440的個數(shù)、連接方式并不限于圖13所示的情況，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)具體的需要進行設(shè)置。較佳的，所述打線導線440的材料與所述金屬粉末310的材料相同，以使得所述打線導線440可以更穩(wěn)固的和所述金屬球320鍵合。

在本實施例中，所述轉(zhuǎn)接板400為中空環(huán)形，所述封裝芯片1通過一透明 膠帶500固定在所述轉(zhuǎn)接板400的中空環(huán)內(nèi)。如圖13和圖14所示，所述轉(zhuǎn)接板400包括相對設(shè)置的第一面400a和第二面400b，圖13為第一面400a的俯視圖，圖14為第二面400b的俯視圖，其中，如圖13所示，所述轉(zhuǎn)接板導線410設(shè)置在第一面400a上，如圖14所示，所述封裝芯片1的正面1a粘貼在所述透明膠帶500上，所述透明膠帶500粘貼在第二面400b上，在進行熱點定位分析時，可以方便地從所述封裝芯片1的正面1a對熱點進行定位。

如圖12所示，在最終形成的封裝芯片失效分析樣品2中，封裝芯片失效分析樣品2包括封裝芯片1和金屬層320，其中，所述封裝芯片1包括正面1a以及與所述正面1a相對設(shè)置的背面1b，所述封裝芯片1的背面1b上設(shè)置有多個金屬球130，所述金屬球130背離所述封裝芯片正面1a的一側(cè)被部分去除。所述金屬層320設(shè)置于所述金屬球130背離所述封裝芯片正面1a的一側(cè)，所述金屬層320包括熱固化的膠層以及位于所述膠層內(nèi)的金屬粉末，所述金屬層320背離所述封裝芯片正面1a的一側(cè)設(shè)置有一平面320a。

在本實施例中，如圖13所示，所述封裝芯片失效分析樣品2還包括一轉(zhuǎn)接板400，所述轉(zhuǎn)接板400上設(shè)置有多個轉(zhuǎn)接板導線410以及與所述轉(zhuǎn)接板導線410一一對應(yīng)連接的引腳420，所述封裝芯片1固定在所述轉(zhuǎn)接板400上，每一所述轉(zhuǎn)接板導線410通過一打線導線440連接在所述金屬球320的平面320a上。較佳的，所述轉(zhuǎn)接板400為中空環(huán)形，所述封裝芯片1通過一透明膠帶500固定在所述轉(zhuǎn)接板400的中空環(huán)內(nèi)，如圖14所示，所述封裝芯片1的正面1a粘貼在所述透明膠帶500上。

所述封裝芯片失效分析樣品2在進行熱點定位分析時，如圖15所示，將所述轉(zhuǎn)接板400插在一轉(zhuǎn)接卡座500上，所述引腳420與所述轉(zhuǎn)接卡座500上的金屬簧片510鍵合，所述金屬簧片510再與測試機臺的端口連接，從而實現(xiàn)所述引腳420與測試機臺的端口的連接，以將測試機臺的端口與所述封裝芯片1進行電連接，使得測試機臺的端口向所述封裝芯片1通電。此時，由于所述封裝芯片1的正面1a粘貼在所述透明膠帶500上，可以在第二面400b觀察到所述封裝芯片1的正面1a，從而方便的對失效點進行定位，提高失效點定位的準確性。

此外，通過所述引腳420的鍵合方式，可以增加所述封裝芯片1與測試機 臺之間連接的穩(wěn)固性，避免了所述封裝芯片1晃動造成的測試電流波動對測試結(jié)果的影響，提高了熱點定位的成功率。較佳的，所述轉(zhuǎn)接板400的第一面400a和第二面400b均設(shè)置有所述引腳420，如圖16所示，所述金屬簧片510為雙排齒，使得所述轉(zhuǎn)接板400的兩面均可以插入所述轉(zhuǎn)接卡座500。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。