PoP的SMT工藝的返修工藝的控制

時(shí)間：2018-08-06 16:40:11

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[導(dǎo)讀]對(duì)多層堆疊裝配的返修是需要面臨的重大挑戰(zhàn)，如何將需要返修的元件移除并成功重新貼裝而不影響其他堆疊元件和周圍元件及電路板是值得我們研究的重要課題。雖然業(yè)界已有上下溫度可以單獨(dú)控制的返修臺(tái)，但要處理如此

對(duì)多層堆疊裝配的返修是需要面臨的重大挑戰(zhàn)，如何將需要返修的元件移除并成功重新貼裝而不影響其他堆疊元件和周圍元件及電路板是值得我們研究的重要課題。雖然業(yè)界已有上下溫度可以單獨(dú)控制的返修臺(tái)，但要處理如此薄的元件（0.3 mm）實(shí)屬不易，很難不影響到其他堆疊元件。很多時(shí)候可能需要將元件全部移除然后再重新貼裝。對(duì)于無(wú)鉛產(chǎn)品的返修變得尤為困難，多次高溫帶來(lái)金屬氧化、焊盤剝離、元件和基板的變形和損壞以及金屬間化合物的過度生長(zhǎng)等問題不容忽視。無(wú)鉛產(chǎn)品的焊盤返修過程中的重新整理本來(lái)就是一個(gè)問題。

返修工藝過程包括將PoP元件從電路板上移除、焊盤整理（PCB焊盤）、元器件浸蘸粘性助焊劑、貼裝PoP 元件和焊接。OKI公司已開發(fā)出基于APR 5000返修工作站的PoP返修工藝，下面就返修工藝中各環(huán)節(jié)的控制進(jìn)行介紹。

（1）PoP元件的移除

在移除元件之前首先要對(duì)PCBA進(jìn)行加熱，控制組件因?yàn)槭軣岵痪鸬穆N曲變形成為關(guān)鍵，對(duì)于如何進(jìn) 行預(yù)熱及設(shè)置溫度曲線成功移除元件。這里重點(diǎn)介紹如何利用合適的方法和工具實(shí)現(xiàn)元件的成功移取。由于元件很薄，即便只是要移除上層的元件，在加熱過程中，下層元件焊點(diǎn)也會(huì)重新熔化，這給返修工作帶來(lái)難度。如果采用傳統(tǒng)的真空吸嘴來(lái)移除，不可避免地會(huì)使PoP元件之間分離而將底層元件留在PCB上。這樣一來(lái) ，勢(shì)必要再次加熱來(lái)移除底層元件，多次的熱操作會(huì)給元件和PCB帶來(lái)致命的損傷。所以，一次移除多層元件是關(guān)鍵所在。

理想的狀況應(yīng)該是一次性將所有PoP元件整體從PCB上取下，從而可以對(duì)PoP元件進(jìn)行完整的測(cè)試，對(duì)其失效機(jī)理進(jìn)行分析。在摘取過程中不要對(duì)PoP有機(jī)械損傷，如PCB受熱時(shí)向上卷曲以及任何真空吸嘴造成的向下的機(jī)械壓力。同時(shí)，一次溫度回流將元件取下，避兔多次回流造成對(duì)PCB上焊盤的潛在損傷。

0KI公司設(shè)計(jì)出鑷形噴嘴專門應(yīng)用于PoP元件和其他異型元件的移取，其在垂直方向有4個(gè)熱敏型突出的爪子，如圖1所示。在20℃條件時(shí)，4個(gè)爪子會(huì)自動(dòng)彎曲大約2 mm，可以將整個(gè)多層芯片從PCB上一次性移取，如圖2所示。

圖1 OKI帶4個(gè)熱敏爪的鑷形噴嘴圖2 溫度達(dá)200℃ 時(shí)鑷形噴嘴夾住PoP元件并整體移除

（2）焊盤的清潔整理

元件被移除后需要對(duì)焊盤進(jìn)行清潔整理。

（3）元件的重新貼裝

底層元件可以利用特殊夾具在焊球上印刷錫膏，或者浸蘸黏性助焊劑。上層元件也可以利用同樣的方法來(lái) 處理，然后利用真空吸嘴吸取元件，相機(jī)對(duì)中之后完成貼裝，如圖3所示。

圖3 元件重新貼裝

（4）回流焊接

在此過程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)是防止元件和基板的損傷及熱變形，必須使返修元件周圍器件的溫度低于其焊點(diǎn) 熔化溫度。為了降低熱變形及熱損傷。要求返修設(shè)備具備上下同時(shí)加熱并能獨(dú)立控制的功能，可以采用分段式預(yù)熱，如圖4所示，OKI返修工作站具有兩個(gè)預(yù)熱區(qū)，可以明顯的降低熱變形。

圖4 具有兩個(gè)預(yù)熱區(qū)的返修工作站（OKI，APR5000XL）