芯片級維修——PoP（堆疊封裝）下

PoP器件的返修技術(shù)PoP元器件的返修難點(diǎn)在于將PoP元器件拆除并重新貼裝，且不影響其他堆疊器件和周?chē)�原件及PCB。PoP返修一般要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟：
（1） 拆除芯片；
（2） 清楚PCB焊盤(pán)；
（3） 涂上助焊劑或焊膏；
（4） 貼裝PoP器件；
（5） 焊接；
（6） 焊后檢查。
一、拆除PoP
拆除PoP時(shí)需要一次性將PoP整體從PCB上拆卸下來(lái)，同時(shí)在拆除過(guò)程中不要對PoP有機械損傷，如PCB受熱時(shí)向上卷曲和任何真空吸嘴造成的向下的機械力。完整的拆除PoP可以方便對器件整體進(jìn)行檢測，同時(shí)也避免多次加熱對PCB造成潛在損傷。
取下PoP的方法有兩種：一種是先在器件的四角區域打上紅膠，再進(jìn)行烘烤，待紅膠固化后在用返修臺取下多層芯片，這種方法的缺點(diǎn)就是需要等待紅膠固化。另一種就是使用鑷形噴嘴，鑷形噴嘴在垂直方向有一些熱敏型突出卡子，可以將整個(gè)多層芯片從PCB上一次性提取。
針對POP的拆拔有獨立自主的鑷形噴嘴
1、鑷形噴嘴在垂直方向有一些熱敏型突出卡子，可將整個(gè)多層芯片一次性從PCB上垂直提��；
2、不是手動(dòng)操作，因為鑷形噴嘴的卡子是熱敏材料制作，在設備軟件控制下是自動(dòng)完成芯片拆取的；
3、鑷形噴嘴采用特殊材料制成的卡子，在200度條件時(shí)候自動(dòng)彎曲大約2mm；
4、鑷形噴嘴不局限于POP應用；
5、鑷形噴嘴適合于任何器件而真空吸嘴不適合的應用。

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二、清理焊盤(pán)
PoP拆卸下來(lái)后需要清理干凈焊盤(pán)，跟清理bga一樣。首先在焊盤(pán)上涂抹助焊膏，然后使用電烙鐵和吸錫線(xiàn)清理焊盤(pán)上殘留的錫。使用助焊膏可以增加熱傳遞，防止焊盤(pán)脫落。
焊盤(pán)清理完畢后需要檢查是否還有殘留的錫附在焊盤(pán)表面，可以直接使用肉眼觀(guān)察。也可以使用手輕微擦拭，看是否有不平整的觸感來(lái)判定焊盤(pán)是否清潔完畢。同時(shí)還要查看焊盤(pán)是否有剝離基材和阻焊膜損壞等現象，以決定是否重新整理或者報廢。
三、重新貼裝PoP
底部封裝可以利用特殊夾具在焊球上印刷助焊膏，也可以直接涂助焊劑或焊膏。用BGA返修臺的真空吸嘴拾取器件，將底部器件貼放在PCB的相應位置上，然后逐層拾取PoP上層器件、涂布助焊劑、低壓力貼放器件。
四、焊接
首先，需要設定最佳的焊接溫度曲線(xiàn)。溫度曲線(xiàn)的設定在大程度上會(huì )影響PoP的焊接。如果預熱時(shí)間過(guò)長(cháng)，助焊膏會(huì )失去活性，導致在焊接的時(shí)候助焊膏的作用失效，如果過(guò)短，則助焊膏無(wú)法起到去除氧化膜的作用；焊接時(shí)間太短，焊接效果不好，容易出現虛焊，太長(cháng)元件則容易出現氧化。同時(shí)監控并兼顧頂部器件表面和底部器件內部溫度，既要頂部原件表面溫度不要過(guò)高，頂部溫度達到265℃會(huì )造成芯片封裝變形，又要保證底部器件焊球和焊膏充分熔化，形成良好的焊點(diǎn)。BGA返修臺是敞開(kāi)在空氣中進(jìn)行的，散熱快，因此更要注意底部的預熱和提高加熱效率。
五、焊后檢測
目前對PoP器件的非破壞性檢測方法有以下幾種：
（1） AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測）；
（2） 內窺鏡檢測；
（3） 2維X射線(xiàn)檢測；
（4） 2維斜視X射線(xiàn)檢測；
（5） 3維X射線(xiàn)檢測。
在PoP器件組裝和焊接過(guò)程中有可能發(fā)生多種類(lèi)型的缺陷包括：開(kāi)焊、冷焊、橋接、芯吸、錫膏缺少、錫膏過(guò)量、焊球空洞、焊球丟失、焊點(diǎn)剝離、枕焊、碎片、錫球、助焊劑過(guò)量、封裝翹曲、封裝破裂、阻焊膜損壞和阻焊膜錯位。針對這些缺陷的的檢測方式各有其特點(diǎn)。

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由于返修工藝是對PCB局部加熱，往往會(huì )導致PCB上局部溫度過(guò)高，因此多次高溫帶來(lái)金屬氧化、焊盤(pán)剝離、器件和基板的變形及損壞、金屬間化合物的過(guò)度生長(cháng)等問(wèn)題。
常見(jiàn)的不正確POP返修方法
1、為了將POP整體拆下，熔錫后用人工用鑷子將POP整體取下時(shí)，很容易造成POP上層芯片不良，同時(shí)也有損傷PCB的現象發(fā)生。
2、使用傳統的方法，利用真空吸嘴將POP一層一層的取下，費時(shí)并且PCB板重復受熱。
3、為了保證可以同時(shí)取下POP用膠水將上層固定，但必須等膠水固化，同時(shí)對上層的返修也會(huì )帶來(lái)一定的不便。
焊接POP時(shí)注意事項
1、助焊膏一定涂抹均勻，最好達到錫球1/3厚度，切勿使用液態(tài)助焊劑；
2、在正常情況下最好將POP疊加焊接好，再將POP整體和PCB焊接；
3、在特殊情況下需將POP一層一層地焊接，接下層POP芯片時(shí)，一定要防止POP表面焊盤(pán)的氧化。

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隨著(zhù)無(wú)鉛工藝的全面實(shí)施和推廣，POP的返修工藝面臨新的挑戰：對POP的拆和裝出現不同的溫度控制，特別是上層和下層芯片在不同情況進(jìn)行拆拔、焊接的嚴格溫度控制。
設備所必備的基本條件：
1、返修設備必須具備穩定、高精度的溫度控制系統。
2、底部必須具備局部加熱的發(fā)熱系統。
3、必須備整體拆拔POP，而對POP本體和PCB無(wú)任何損傷的鑷形噴嘴。

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2016-1-5 10:24 上傳

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樓主你臺給力了啊。。 謝謝分享哈！

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難度太大了

不要一下在就這么厲害啊

樓主所說(shuō)的是否就是多層芯片焊加在一起的。比如橋上需又焊上一個(gè)橋，比如老版本的IBM 的T43 顯卡上面疊加一個(gè)顯存。這種就稱(chēng)為 POP ？

朱永華 發(fā)表于 2016-1-9 11:41
樓主所說(shuō)的是否就是多層芯片焊加在一起的。比如橋上需又焊上一個(gè)橋，比如老版本的IBM 的T43 顯卡上面疊加一 ...

不是，POP簡(jiǎn)單理解就是多個(gè)BGA元器件疊加焊接在一起。

這種焊接起來(lái)是有點(diǎn)難度……你的BGA 機器可行？ 我是多年前買(mǎi)的效時(shí)380II 的

平常遇到的不多，而且成功率也不高吧

難焊接的，專(zhuān)業(yè)技術(shù)

朱永華 發(fā)表于 2016-1-9 18:13
這種焊接起來(lái)是有點(diǎn)難度……你的BGA 機器可行？ 我是多年前買(mǎi)的效時(shí)380II 的

非光學(xué)的機器對個(gè)人手藝和細心程度考驗較大，特別是對于POP這種多層疊加的難度更是增加了。如果是拆的話(huà)，一般使用特定的POP風(fēng)嘴，在加熱到錫球差不多熔化的時(shí)候吸嘴旁側會(huì )自動(dòng)卷曲將芯片提起芯片。如果是焊的話(huà)，就需要對位后一次性焊接好，防止多次加熱對芯片造成嚴重損害，風(fēng)嘴的話(huà)使用正常的就可以了。

還不錯哦。