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Package on Package (PoP)
Package-on-Package-sind elektronische Schaltungen bestehend aus aufeinander aufgesetzten, elektrisch miteinander kontaktierten Baugruppen, so genannten Packages. Die untere Baugruppe, das Logikbauteil, wird landläufig Bottom-Package genannt, auf ihr sitzt die aufkontaktierte Top Package Baugruppe, in der Regel der Speicherbaustein. Es können aber auch mehr als zwei Packages gestapelt bzw. vertikal kombiniert werden.
Aufgrund der zunehmenden Packungsdichte findet man PoP-Lösungen besonders häufig in der Kommunikationstechnik (Handys, andere mobile Endgeräte).
Bei der Reparatur dieser 3D-Packages ist nicht nur die clevere Kombination von Ober- und Unterheizung für ein ausgeklügeltes Wärmemanagement, sondern vor allem auch ein spezielles Lötkopfdesign notwendig, um die einzelnen Packages sicher abheben zu können.
PoP-Komponente auf einem Board
Prinzip eines Flip Chip PoP
Querschnitt einer PoP-Komponente
Was sind die Herausforderungen?
Der PoP Reparaturprozess entspricht im Wesentlichen dem eines BGA, aufgrund der vertikalen Montage ist jedoch eine spezielle Klemmlösung nötig. Die besondere Packaging-Technologie birgt folgende Herausforderungen:
- High-count fine ball pitch (<0,65 mm)
- Simultaner Reflowprozess auf dem Board
- Geeignetes Klemmwerkzeug nutzen, um das Package ohne Lateralbewegung aus dem aufgeschmolzenen Lot zu heben
- Bauteilhöhen können stark variieren
- Benachbarte Bauteile auf dichtbestückten Boards dürfen nicht gefährdet werden
- Warpage der Packages müssen innerhalb der Toleranzen bleiben
- Präzise Kraftkontrolle während des "Stapelns" nötig, um Verschiebungen bereits platzierter Packages zu verhindern.
Die Finetech Lösung
Entfernen, Absaugen, Ersetzen
Auslöten einer PoP-Komponente
Einlöten einer PoP-Komponente
- Das Board vorheizen
- Die PoP-Komponente auslöten, ohne umliegende Bauteile zu beeinträchtigen - realisiert durch softwaregesteuerte Heizmodule und geeignetes Tooling
- Aufnahme der Komponente mit Finetechs speziellem vakuumaktivierten Klemmkopf
- Berührungslose Restlotentfernung, um die Lotpads auf dem Board nicht zu zerstören
- Packages aufnehmen, in Flussmittel dippen und ausrichten
- Als letzten Schritt alle Verbindungen zwischen den Packages und zum PCB gleichzeitig verlöten
Spezielles Lötkopfdesign für die schnelle und sichere Reparatur
Klemmkopf mit aktivierter Klemmvorrichtung, zu beachten ist der kleine Abstand zwischen PoP und benachbarten Small Passives
Blick von vorn auf die Lötkopfspitze
- Spezifischer Lötkopf mit vakuumgesteuerten Klemmvorrichtung zum Aus- und Einlöten
- Lötkopf lässt sich per Stellschraube ganz einfach auf unterschiedliche Bauteilhöhen anpassen
- Sehr feine, besonders geformte Klemmpinzette, um die Komponente auf jeder Packageebene sicher greifen zu können
- Abstand der Pinzette leicht justierbar, um selbst auf dichtbestückten PCB mit Abständen von 0,3 mm zu benachbarten Bauteilen arbeiten zu können
- 100% synchrone Klemmaktivierung, softwaregesteuert und frei programmierbar, um zu vermeiden, dass nicht aufgeschmolzene Lotverbindungen belastet werden
Integriertes Prozessmanagement (IPM)
Integriertes Prozessmanagement (IPM)
Prinzip der Prozessgas-Integration
Betriebssoftware für Reworksysteme
Das Integrierte Prozessmanagement (IPM) ist das Herzstück eines FINEPLACER® Systems1 - dort, wo alles ineinandergreift. IPM ist dabei mehr als bloßes Wärmemanagement. Es überwacht und synchronisiert alle Prozessmodule und daran gekoppelte Parameter:
- Gesteuerte und präzise ausbalancierte Interaktion von Ober- und Unter(vor)heizsystemen und Kühlung
- Steuerung von Temperatur, Zeit, Kraft, Leistung, Energie, Fluss
- Kontrollierte Einbindung von Prozessgasen zur Verringerung der Lotkontamination, Verminderung der Oberflächenspannung und zur mühelosen Restlotentfernung
IPM ist hochkomplex, gleichzeitig ganz einfach zu bedienen. Über die grafische Benutzeroberfläche der Betriebssoftware hat der Anwender die perfekte Kontrolle über alle benötigten Einstellungen. Per Drag 'n Drop können ganz einfach Temperaturrampen gezogen oder Prozessmodule (de-)aktiviert werden. Alle Einstellungen werden im selben Profil hinterlegt, was eine besonders intuitive Arbeit gewährleistet.
Die Betriebssoftware bietet eine mitwachsende Profilbibliothek für jede Art von Prozessen. Darüber hinaus ermöglicht sie umfangreiche Data-Logging-Funktionen zur statistischen Prozesskontrolle.
In Verbindung mit der Fähigkeit zum systemübergreifenden Prozesstransfer ist das Prozessentwicklung, wie sie einfacher nicht sein kann.
1 FINEPLACER® core hat ein koordiniertes Ober- und Unterheizsystem, aber unterstützt kein IPM
Empfohlene Reparatursysteme
FINEPLACER® core
Kosteneffiziente Reparatur von Handy-Boards
FINEPLACER® coreplus
Kosteneffiziente Reparatur mittelgroßer Boards
FINEPLACER® matrix rs
Die Zukunft des Advanced Rework
FINEPLACER® jumbo
Heißgas-Reparatur großer Boards
FINEPLACER® pico rs
Heißgas-Reparatur bei dichter Bestückung
FINEPLACER® micro rs
Heißgas-Reparatur von SMD-Komponenten
FINEPLACER® micro hvr
Heißgas-Reparatur in hohen Stückzahlen
Neben verschiedener weiterer Faktoren wird die Wahl des passenden Systems vor allem von Größe und Pitch der zu bearbeitenden Bauelemente sowie von der geforderten Prozessflexibilität bestimmt.
Informieren Sie sich hier über unsere Produktpalette oder wenden Sie sich direkt an Ihren Finetech Ansprechpartner, um gemeinsam das für Sie optimale Equipment zu finden.