芯片级维修——PoP（堆叠封装）下

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。

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2016-1-5 10:24 上传

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楼主你台给力了啊。。 谢谢分享哈！

谢谢分享 赞

难度太大了

不要一下在就这么厉害啊

楼主所说的是否就是多层芯片焊加在一起的。比如桥上需又焊上一个桥，比如老版本的IBM 的T43 显卡上面叠加一个显存。这种就称为 POP ？

朱永华 发表于 2016-1-9 11:41
楼主所说的是否就是多层芯片焊加在一起的。比如桥上需又焊上一个桥，比如老版本的IBM 的T43 显卡上面叠加一 ...

不是，POP简单理解就是多个BGA元器件叠加焊接在一起。

这种焊接起来是有点难度……你的BGA 机器可行？ 我是多年前买的效时380II 的

平常遇到的不多，而且成功率也不高吧

难焊接的，专业技术

朱永华 发表于 2016-1-9 18:13
这种焊接起来是有点难度……你的BGA 机器可行？ 我是多年前买的效时380II 的

非光学的机器对个人手艺和细心程度考验较大，特别是对于POP这种多层叠加的难度更是增加了。如果是拆的话，一般使用特定的POP风嘴，在加热到锡球差不多熔化的时候吸嘴旁侧会自动卷曲将芯片提起芯片。如果是焊的话，就需要对位后一次性焊接好，防止多次加热对芯片造成严重损害，风嘴的话使用正常的就可以了。

还不错哦。