芯片级维修——PoP（堆叠封装）下

效时BGA返修台

PoP器件的返修技术 PoP元器件的返修难点在于将PoP元器件拆除并重新贴装，且不影响其他堆叠器件和周围原件及PCB。PoP返修一般要经过几个步骤：
（1） 拆除芯片；
（2） 清楚PCB焊盘；
（3） 涂上助焊剂或焊膏；
（4） 贴装PoP器件；
（5） 焊接；
（6） 焊后检查。
一、拆除PoP
拆除PoP时需要一次性将PoP整体从PCB上拆卸下来，同时在拆除过程中不要对PoP有机械损伤，如PCB受热时向上卷曲和任何真空吸嘴造成的向下的机械力。完整的拆除PoP可以方便对器件整体进行检测，同时也避免多次加热对PCB造成潜在损伤。
取下PoP的方法有两种：一种是先在器件的四角区域打上红胶，再进行烘烤，待红胶固化后在用返修台取下多层芯片，这种方法的缺点就是需要等待红胶固化。另一种就是使用镊形喷嘴，镊形喷嘴在垂直方向有一些热敏型突出卡子，可以将整个多层芯片从PCB上一次性提取。
针对POP的拆拔有独立自主的镊形喷嘴
1、镊形喷嘴在垂直方向有一些热敏型突出卡子，可将整个多层芯片一次性从PCB上垂直提取；
2、不是手动操作，因为镊形喷嘴的卡子是热敏材料制作，在设备软件控制下是自动完成芯片拆取的；
3、镊形喷嘴采用特殊材料制成的卡子，在200度条件时候自动弯曲大约2mm；
4、镊形喷嘴不局限于POP应用；
5、镊形喷嘴适合于任何器件而真空吸嘴不适合的应用。

二、清理焊盘
PoP拆卸下来后需要清理干净焊盘，跟清理BGA一样。首先在焊盘上涂抹助焊膏，然后使用电烙铁和吸锡线清理焊盘上残留的锡。使用助焊膏可以增加热传递，防止焊盘脱落。
焊盘清理完毕后需要检查是否还有残留的锡附在焊盘表面，可以直接使用肉眼观察。也可以使用手轻微擦拭，看是否有不平整的触感来判定焊盘是否清洁完毕。同时还要查看焊盘是否有剥离基材和阻焊膜损坏等现象，以决定是否重新整理或者报废。
三、重新贴装PoP
底部封装可以利用特殊夹具在焊球上印刷助焊膏，也可以直接涂助焊剂或焊膏。用BGA返修台的真空吸嘴拾取器件，将底部器件贴放在PCB的相应位置上，然后逐层拾取PoP上层器件、涂布助焊剂、低压力贴放器件。
四、焊接
首先，需要设定最佳的焊接温度曲线。温度曲线的设定在大程度上会影响PoP的焊接。如果预热时间过长，助焊膏会失去活性，导致在焊接的时候助焊膏的作用失效，如果过短，则助焊膏无法起到去除氧化膜的作用；焊接时间太短，焊接效果不好，容易出现虚焊，太长元件则容易出现氧化。同时监控并兼顾顶部器件表面和底部器件内部温度，既要顶部原件表面温度不要过高，顶部温度达到265℃会造成芯片封装变形，又要保证底部器件焊球和焊膏充分熔化，形成良好的焊点。BGA返修台是敞开在空气中进行的，散热快，因此更要注意底部的预热和提高加热效率。
五、焊后检测
目前对PoP器件的非破坏性检测方法有以下几种：
（1） AOI（自动光学检测）；
（2） 内窥镜检测；
（3） 2维X射线检测；
（4） 2维斜视X射线检测；
（5） 3维X射线检测。
在PoP器件组装和焊接过程中有可能发生多种类型的缺陷包括：开焊、冷焊、桥接、芯吸、锡膏缺少、锡膏过量、焊球空洞、焊球丢失、焊点剥离、枕焊、碎片、锡球、助焊剂过量、封装翘曲、封装破裂、阻焊膜损坏和阻焊膜错位。针对这些缺陷的的检测方式各有其特点。

由于返修工艺是对PCB局部加热，往往会导致PCB上局部温度过高，因此多次高温带来金属氧化、焊盘剥离、器件和基板的变形及损坏、金属间化合物的过度生长等问题。
常见的不正确POP返修方法
1、为了将POP整体拆下，熔锡后用人工用镊子将POP整体取下时，很容易造成POP上层芯片不良，同时也有损伤PCB的现象发生。
2、使用传统的方法，利用真空吸嘴将POP一层一层的取下，费时并且PCB板重复受热。
3、为了保证可以同时取下POP用胶水将上层固定，但必须等胶水固化，同时对上层的返修也会带来一定的不便。
焊接POP时注意事项
1、助焊膏一定涂抹均匀，最好达到锡球1/3厚度，切勿使用液态助焊剂；
2、在正常情况下最好将POP叠加焊接好，再将POP整体和PCB焊接；
3、在特殊情况下需将POP一层一层地焊接，接下层POP芯片时，一定要防止POP表面焊盘的氧化。

随着无铅工艺的全面实施和推广，POP的返修工艺面临新的挑战：对POP的拆和装出现不同的温度控制，特别是上层和下层芯片在不同情况进行拆拔、焊接的严格温度控制。
设备所必备的基本条件：
1、返修设备必须具备稳定、高精度的温度控制系统。
2、底部必须具备局部加热的发热系统。
3、必须备整体拆拔POP，而对POP本体和PCB无任何损伤的镊形喷嘴。

kazefsh

这么高端的叠焊啊，第一次知道。

石家庄炜

谢谢分享 学习了

龙疯子

第一次见识了  谢谢分享

魔將軍

那是生产厂家的事。先解决好2个问题在这样做，第一焊接技术，第二温度。

dyjiang656

楼主好技术啊向你学习

yuejin2

好经验就是要分享。

越远越好

高，实在是高

zl51827

謝謝分享，认真学习

吕水波

高难度的工作