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關于引線框芯片級封裝(LFCSP)的建議返修程序的分析和應用

貿澤電子 ? 來源:djl ? 2019-08-23 10:40 ? 次閱讀

LFCSP是一種基于引線框的塑封封裝,其尺寸接近芯片的大小,因而被稱為“芯片級”(參見圖1)。 封裝內部的互連通常是由線焊實現。

外部電氣連接是通過將外圍引腳焊接到PCB來實現。 除引腳外,LFCSP常常還有較大的裸露熱焊盤,可將其焊接到PCB以改善散熱。

關于引線框芯片級封裝(LFCSP)的建議返修程序的分析和應用

圖1. LFCSP等比截面圖

LFCSP器件返修

將LFCSP器件裝配到PCB上之后,若發現缺陷,應當返修以移除不良器件,并換上工作正常的器件。 移除器件之前,注意必須加熱不良器件,直至引腳和裸露焊盤(如有焊接)下方的焊料液化,從而更容易從電路板上移除不良器件。

常規返修流程包括以下步驟:
1. 準備板子
2. 移除器件
3. 清潔PCB焊盤
4. 涂敷焊膏
5. 器件對齊和貼片
6. 固定器件
7. 檢查

移除器件和分層

移除器件時,可能會在LFCSP和/PCB上產生機械應力。 應小心移除不良器件,不僅要避免損傷PCB或鄰近器件,還要避免損傷不良器件本身,尤其是若用戶打算對不良器件進行故障分析。 LFCSP器件上若有過大應力(例如將器件加熱到額定峰值溫度以上或過度暴露于高溫下),可能導致封裝分層或外部物理損壞(參見圖2至圖4)。 對于要做進一步分析的器件,移除不當所引起的分層會加大找出真正故障機制的難度。 因此,為了進行有效的故障分析,妥善移除不良器件是十分必要的。

圖2. 移除不當引起LFCSP芯片焊盤分層(通過掃描聲學顯微鏡觀測)

圖3. LFCSP的低放大率側視圖顯示返修設置過大引起的損傷(塑封材料鼓出)

圖4. LFCSP的X射線圖像顯示返修設置過大引起的內部損傷(芯片翹起)

板準備

強烈建議在返修開始前對PCB組件進行干烘,以消除殘留水分。 若不消除,在回流期間,殘留水分可能會因為“爆米花效應”而損傷器件。 在125°C下烘烤PCB組件至少4小時,只要這些條件不超過PCB上其他器件的額定限值。 如果這些條件超過其他器件的額定限值,則應使用聯合行業標準IPC/JEDEC J-STD-033中說明的備選烘烤條件。

移除器件

可使用不同的工具來移除器件。 為了移除器件,可能要加熱器件,直至焊料回流,然后在焊料仍處于液態時通過機械手段移除器件。 可編程熱空氣返修系統可提供受控溫度和時間設置。

返修時應遵循器件裝配所用的溫度曲線。 返修溫度不得超過濕度靈敏度等級(MSL)標簽上規定的峰值溫度。 加熱時間可以縮短(例如針對液化區),只要實現了焊料完全回流即可。 焊料回流區處于峰值溫度的時間應小于60秒。 拾取工具的真空壓力應小于0.5 kg/cm2,以防器件在達到完全回流之前頂出,并且避免焊盤浮離。 請勿再使用從PCB上移除的器件。

控制返修溫度以免損壞LFCSP器件和PCB。 注意,用耐熱帶蓋住器件周圍的區域可提供進一步的保護。 此外,建議加熱PCB下方以降低PCB上下兩面的溫差,使板彎曲最小。

定義返修工具設置時,應標定溫度曲線。 首次返修特定器件時,這種標定尤其重要。 還需要利用不同的主體尺寸、PCB材料、配置、厚度等對LFCSP器件進行標定,因為它們可能有不同的熱質量。 標定必須包括對溫度、時間和設備工具的其他設置進行監控(參見圖5)。 可將熱電偶裝配到板組件的不同部分,如LFCSP器件上部和PCB上部(參見圖6)。 分析溫度-時間曲線數據,從評估中獲得器件移除的有效參數

關于引線框芯片級封裝(LFCSP)的建議返修程序的分析和應用

圖5. 器件移除評估的簡化流程圖

關于引線框芯片級封裝(LFCSP)的建議返修程序的分析和應用

圖6. 器件移除標定設置示例圖

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