返工堆疊封裝所需要的各項(xiàng)技能，你真正了解嗎？

堆疊封裝(PoP)是一種電子元器件堆疊封裝類型，由垂直堆疊的球柵陣列封裝組成，最常見的是兩層堆疊。最靠近電路板的封裝是邏輯、CPU元器件，通常被稱為“底部”封裝。

“頂部”封裝位于邏輯、CPU元器件模塊的頂部，為內(nèi)存模塊。這類封裝通常出現(xiàn)在智能手機(jī)、平板電腦和上網(wǎng)筆記本等消費(fèi)類電子產(chǎn)品（移動(dòng)設(shè)備）中。它們往往是具有高IO數(shù)、精細(xì)間距且非常薄的封裝。

圖1：PoP或堆疊封裝

返工和后續(xù)檢查此類元器件需要精密的溫度控制、熟練的維修和返工技術(shù)人員以及對(duì)有助于返工PoP的各種材料的廣泛了解。

返工這類元器件存在許多挑戰(zhàn)，包括但不限于以下挑戰(zhàn)：

→由于封裝尺寸較?。ǘ鄶?shù)情況下，它們必須適合細(xì)長的消費(fèi)類封裝），回流循環(huán)的熱應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致封裝翹曲，造成返工后出現(xiàn)開路和短路。

→為了防止焊點(diǎn)開裂，許多這類消費(fèi)類器件都有底部填充，因?yàn)槭殖衷O(shè)備容易受到跌落機(jī)械沖擊。使用熱源移除此類封裝會(huì)導(dǎo)致焊料被推擠，進(jìn)而產(chǎn)生短路等焊接異常。

→檢查多層堆疊封裝意味著需要更高階的X射線系統(tǒng)和更有經(jīng)驗(yàn)的操作員來檢查返工后的封裝。

→薄封裝意味著封裝具有高潮濕敏感等級(jí)(moisture sensitivity levels，簡稱MSL)，需要極其小心。

→其中許多封裝位于射頻屏蔽下方或附近，在不損壞底部或相鄰元器件的情況下拆除和更換此類器件會(huì)很困難。很多時(shí)候，底部填充物或部件與屏蔽壁的接近可能會(huì)導(dǎo)致相鄰元器件在返工工藝中受到影響。

需要適當(dāng)調(diào)整BGA返工設(shè)備，以便在返工這類堆疊封裝時(shí)保持適當(dāng)?shù)臏囟惹€。如果要移除并更換挑出的頂部封裝，則返工系統(tǒng)必須能夠精確控制熱風(fēng)時(shí)間-溫度曲線，以減少封裝翹曲的可能性。

能夠返工PoP的這些返工系統(tǒng)需要具備零力或接近零力的去除能力，以便在頂部封裝需要回流的情況下不干擾底部封裝。

由于許多這類元器件封裝的尺寸較小，光學(xué)分割視覺系統(tǒng)和BGA放置系統(tǒng)必須保證能夠精密放置元器件。此外，BGA返工系統(tǒng)應(yīng)該配備非接觸式清除系統(tǒng)，以便在返工位置準(zhǔn)備方面獲得更一致的結(jié)果。

對(duì)于底部有填充的元器件，低熱量或無熱量的“冷”去除設(shè)備，可以是激光或銑床，將是成功返工計(jì)劃的關(guān)鍵。此外，用于檢查返工的X射線檢查應(yīng)具備等距觀察的能力，使返工技術(shù)人員能夠檢查PoP并“查看”各個(gè)層上的每個(gè)焊料球。對(duì)于返工PoP封裝，這些設(shè)備是一些關(guān)鍵返工工具。

設(shè)備不僅需要能夠返工堆疊封裝，還需要提供經(jīng)驗(yàn)豐富的工程和技術(shù)支持。在時(shí)間-溫度曲線開發(fā)方面的細(xì)微差別經(jīng)驗(yàn)，以及使用正確的焊膏助焊劑或浸蘸焊膏的經(jīng)驗(yàn)，是實(shí)現(xiàn)PoP穩(wěn)定返工工藝的組成部分。

技術(shù)人員需要具備經(jīng)驗(yàn)以減輕在放置和拆除過程中因加熱而引起的元器件翹曲的影響。此外，返工工藝技術(shù)人員在適當(dāng)處理高于正常MSL的元器件時(shí)應(yīng)非常自律。在整個(gè)返工工藝中需要做出的其他決策之一是PoP測試。經(jīng)驗(yàn)將有助于指導(dǎo)功能測試，以及PoP是否應(yīng)在放置前進(jìn)行測試或在電路中進(jìn)行測試以確認(rèn)功能。

圖2：PoP的物理損壞將需要返工

除了正確的設(shè)備和正確的操作員經(jīng)驗(yàn)外，返工供應(yīng)商還必須深入了解用于PoP返工的各種不同材料。在許多情況下，“可浸潤”焊膏用于單個(gè)封裝返工，以確保焊膏沉積量更加一致，從而拓寬工藝窗口。

有多種助焊劑可用于確保較長的返工周期，不會(huì)導(dǎo)致助焊劑的活性水平過期。

在某些情況下，需要使用特殊化學(xué)品去除底部填充材料。其使用和處置經(jīng)驗(yàn)很重要。用于清潔不同層下方和之間的正確皂化劑，對(duì)于去除焊劑殘留物很重要。

在某些情況下，底部元器件被臨時(shí)粘到PCB上，保證在回流循環(huán)期間不會(huì)發(fā)生部件移位。這需要操作員具備使用不同電子級(jí)膠水的經(jīng)驗(yàn)。

PoP返工需要具備工藝工程方面的適當(dāng)返工經(jīng)驗(yàn)，需要正確的設(shè)備來開發(fā)具有盡可能寬操作窗口的可重復(fù)工藝，以及對(duì)各種材料的了解。