Lead-Free Underfill/Underfirm POP (Part on Part) Repair Procedures

前几日在国外的一个通讯论坛GSM-Forum（http://forum.gsmhosting.com/vbb/index.php）上面下载了一份关于underfill返修的技术资料，一直没有时间细看，近日抽空学习了一遍。这是一份motorola公司内部的关于Repair Methods的操作规程，是2007年的版本，此资料图文并茂的阐述了几种不同情况下的返修，包括普通元器件的返修、BGA的返修、POP的返修，其中后两者的返修涵盖了使用underfill或者underfirm（underfilm？）的情况，然后还介绍了自制的空气冷却系统DIY Air Cooling System、替代3M隔热胶带的经济实用的方法Heat Shielding Methods，以及整个过程中使用的设备、工具、材料等等，具体内容大家可先参看以下目录再决定是否需要下载查看：
Table of Contents
1.0 Introduction 4
1.1 Scope 4
1.2 Terms And Acronyms 4
1.3 Safety and ESD Precautions 4
1.4 Housekeeping 4
2.0 Lead Free 5
2.1 Equipment/Tools Set-up 5
2.2 Procedures 6
2.2.1 Removal of SMD Components 6
2.2.2 Removal of BGA Components 6
2.2.3 Placement of BGA Components 7
2.3 Inspection Criteria 7
3.0 Underfill/Underfirm Rework Procedures 8
3.1 Equipment/Tools Set-up 8
3.2 Underfill Rework Process 9
3.3 Underfilrm Rework Process 11
4.0 POP Parts Replacment 13
4.1 Equipment/Tools Set-up 13
4.2 Procedures 14
4.2.1 Set-up for POP IC Removal 14
4.2.2 POP IC Removal 14
4.2.3 POP – Argon IC Placement 16
4.2.4 Argon IC Current Check 17
4.2.5 POP – Flash IC Placement 18
4.2.6 Argon and Flash IC Current Check 18
4.2.7 Software Upgrading Procedures 19
4.2.8 POP IC Shield Placement 20
5.0 Appendix A – DIY Air Cooling System 21
6.0 Appendix B – Heat Shielding Methods 26
6.1 Using Kapton Tape on recycled shields 26
6.2 Using Enhanced Heat Shielding Tape on recycled shields 27
5.3 Using Aluminium Blocks to cool ICs 29
7.0 Appendix C – Soldering Visual Inspection 31
7.1 Purpose 31
7.2 Insepction Criteria 31

看完此篇资料后有几点收获：
1、当然基本的返修流程和以往的类似，当然这里使用的热风枪等返修设备是比较专业的，带液晶显示多档控温的，当然相信价格也不菲，相信同等条件下对返修还是有些帮助的，但也不是最关键的；
2、文中提到的设备和材料都有详细的供应商及产品型号，想参考的朋友可直接通过里面的链接去查看更详细的内容，不过基本都是国外的链接，设备商主要是Weller、Metcal、Hakko、Steinel等等，使用的助焊剂什么的好像主要是铟泰公司的；
3、里面提到的Underfirm（还是underfilm？ Underfirm在google里面几乎查不到）工艺，其实有点类似corner bonding的作用，而不是传统意义下的underfill工艺了，而这一块应该在大BGA方面应用会比较多一些；
4、关于POP叠装的返修文中也做了介绍，是将Flash IC 叠装在Argon IC上面的，目前这种工艺好像在国内应用得好像还不是太多；
5、还有一个就是文中提到的隔热屏蔽的问题，在返修过程中为保护返修器件旁边的不耐热的元器件时，需要使用聚酰亚胺胶带(Kapton tape)（好像是3M的Polyimide Film Tape 5419）、或者使用Enhanced Heat Shielding Tape（将六层日东电工的某种胶带粘在一起）、或者使用铝条Aluminium Blocks来起保护作用；
6、关于元器件返修后的接受标准文中也有详细的图文解析，归纳起来如下：
■Any unflush chip component will be rejected if it has less than 50% solder joint
■Any missing metallization found at chip capacitor or chip resistor reject if more than 50%
■Any missing solder paste on component is a reject
■Any misalignment chip component is acceptable based on 50% metallization on the pad
■Any tombstone found is a reject
■Any marking overturn is not acceptable for resistor (can cause obstruction) but acceptable for capacitor
■Any crack component is a reject
■Any wrong orientation of SOT and tantalum cap is a reject
■Any missing component is a reject
■Any wrong orientation of chip carrier after reflow is a reject
■Solder short found at a different runner is a reject
■Any wrong orientation of SOT and tantalum capacitor is a reject
■Any unsolder lead found at QFP is a reject
■Any misalignment QFP is based on 25% of the pad
■Any bend lead on QFP is a reject
■Insufficient solder found at chip transistor, reject if it less than 50% of lead soldered
■Chipped off found at chip components. Reject if the terminal has less than 50% of its metallization
■Insufficient solder found at chip transistor, reject if it less than 50% of lead soldered
■Reject solder short between the leads
不过上面很多拒收标准个人觉得太宽松了一点，或许这是针对返修后的而言，而不是一次成品的时候，所以降低了一些要求。
其实谈到返修，其中人的因素也非常重要，说白了这也是是个技术活，一个简单的例子，当时我们有一个客户因为是首次使用underfill工艺，所以在导入underfill的时候不管是用道尔的DU902N还是使用乐泰的underfill或者其它品牌的underfill产品，返修成功率都非常低，曾一度想放弃此工艺，后来公司从另一个用underfill工艺多年的客户那里请了一位返修工程师去到现场，几分钟就解决了不易返修的问题。这位工程师开玩笑说就算是emersoncuming的不可返修型underfill-EX1216他都可以修好，只是需要的时间要长一些，成功率相对低一点点，呵呵！我个人的观念也是如此，使用了underfill的BGA返修肯定比无underfill的要难一些，不管这款underfill如何号称可返修，易返修。所以没有用过underfill工艺的工程师们可不要对填胶后的返修报以以前一样的期望哦。换个角度，使用了underfill后理论上由于BGA的问题拿回来修的概率应该也要降低很多的。

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