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引線(xiàn)框芯片級(jí)封裝(LFCSP)的建議返修程序

2016-08-26
作者:Ramon Navarro
關(guān)鍵詞: LFCSP AN-772 PCB MO-229

簡(jiǎn)介 
       本應(yīng)用筆記說(shuō)明用于從印刷電路板(PCB)移除引線(xiàn)框芯片級(jí)封裝(LFCSP)的建議程序。 LFCSP符合JEDEC MO-220和MO-229外形要求。 本應(yīng)用筆記是對(duì)AN-772應(yīng)用筆記——“引線(xiàn)框芯片級(jí)封裝(LFCSP)設(shè)計(jì)與制造指南”的補(bǔ)充。

封裝描述 
       LFCSP是一種基于引線(xiàn)框的塑封封裝,,其尺寸接近芯片的大小,因而被稱(chēng)為“芯片級(jí)”(參見(jiàn)圖1),。 封裝內(nèi)部的互連通常是由線(xiàn)焊實(shí)現(xiàn),。
外部電氣連接是通過(guò)將外圍引腳焊接到PCB來(lái)實(shí)現(xiàn)。 除引腳外,,LFCSP常常還有較大的裸露熱焊盤(pán),,可將其焊接到PCB以改善散熱。

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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(fā)現(xiàn)缺陷,,應(yīng)當(dāng)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(pán)(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(guī)返修流程包括以下步驟:

1. 準(zhǔn)備板子 

2. 移除器件 

3. 清潔PCB焊盤(pán) 

4. 涂敷焊膏 

5. 器件對(duì)齊和貼片 

6. 固定器件 

7. 檢查
移除器件和分層 
       移除器件時(shí),可能會(huì)在LFCSP和/PCB上產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力,。 應(yīng)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(hù)打算對(duì)不良器件進(jìn)行故障分析,。 LFCSP器件上若有過(guò)大應(yīng)力(例如將器件加熱到額定峰值溫度以上或過(guò)度暴露于高溫下),可能導(dǎo)致封裝分層或外部物理?yè)p壞(參見(jiàn)圖2至圖4),。 對(duì)于要做進(jìn)一步分析的器件,,移除不當(dāng)所引起的分層會(huì)加大找出真正故障機(jī)制的難度。 因此,,為了進(jìn)行有效的故障分析,,妥善移除不良器件是十分必要的。

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圖2. 移除不當(dāng)引起LFCSP芯片焊盤(pán)分層(通過(guò)掃描聲學(xué)顯微鏡觀測(cè))

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

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圖4. LFCSP的X射線(xiàn)圖像顯示返修設(shè)置過(guò)大引起的內(nèi)部損傷(芯片翹起)

板準(zhǔn)備 
       強(qiáng)烈建議在返修開(kāi)始前對(duì)PCB組件進(jìn)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(huì)因?yàn)椤氨谆ㄐ?yīng)”而損傷器件,。 在125°C下烘烤PCB組件至少4小時(shí),,只要這些條件不超過(guò)PCB上其他器件的額定限值。 如果這些條件超過(guò)其他器件的額定限值,,則應(yīng)使用聯(lián)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC/JEDEC J-STD-033中說(shuō)明的備選烘烤條件,。
移除器件 
       可使用不同的工具來(lái)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(tài)時(shí)通過(guò)機(jī)械手段移除器件,。 可編程熱空氣返修系統(tǒng)可提供受控溫度和時(shí)間設(shè)置,。

       返修時(shí)應(yīng)遵循器件裝配所用的溫度曲線(xiàn)。 返修溫度不得超過(guò)濕度靈敏度等級(jí)(MSL)標(biāo)簽上規(guī)定的峰值溫度,。 加熱時(shí)間可以縮短(例如針對(duì)液化區(qū)),,只要實(shí)現(xiàn)了焊料完全回流即可。 焊料回流區(qū)處于峰值溫度的時(shí)間應(yīng)小于60秒,。 拾取工具的真空壓力應(yīng)小于0.5 kg/cm2,,以防器件在達(dá)到完全回流之前頂出,并且避免焊盤(pán)浮離,。 請(qǐng)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?chē)膮^(qū)域可提供進(jìn)一步的保護(hù),。 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(shè)置時(shí),應(yīng)標(biāo)定溫度曲線(xiàn),。 首次返修特定器件時(shí),,這種標(biāo)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(duì)LFCSP器件進(jìn)行標(biāo)定,,因?yàn)樗鼈兛赡苡胁煌臒豳|(zhì)量,。 標(biāo)定必須包括對(duì)溫度、時(shí)間和設(shè)備工具的其他設(shè)置進(jìn)行監(jiān)控(參見(jiàn)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(jiàn)圖6)。 分析溫度-時(shí)間曲線(xiàn)數(shù)據(jù),,從評(píng)估中獲得器件移除的有效參數(shù),。

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圖5. 器件移除評(píng)估的簡(jiǎn)化流程圖

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圖6. 器件移除標(biāo)定設(shè)置示例圖

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