倒装焊器件(BGA\QFN\WLCSP\POP)系统组装制程工艺和质量控制

倒装焊器件(BGA\QFN\WLCSP\POP)系统组装制程工艺和质量控制

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课程介绍

电子产品朝着性能提升，体积缩小，集成度越来越高的方向发展，倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA等）越来越多地应用于PCBA中，它们大多是价格昂贵的集成电路，由于其焊点在器件底部，结构特殊，因此它们是电子制程工艺中的重点和难点，也是最容易出问题的环节。芯片级封装CSP(Chip Scale Package)是封装尺寸接近裸芯片的尺寸，而层叠封装POP（Package on Package）是更为复杂的叠层结构的BGA器件，栅格阵列封装LGA（Land Grid Array）用金属触点式封装取代了BGA焊球，它们是采用传统的SMT工艺的倒装焊器件。作为倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA)等重要的单元电路及核心器件，在设计时应当优先布局，搞好其最优化设计DFX（DFM\DFA\DFT)等问题。

质量始于设计，占有较大比例多功能复杂特性的倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的高性能电子产品更是如此。在DFX及DFM设计初期，不仅须利用EDA设计工具搞好它们在PCB上的布局、布线效果仿真分析，在设计的图样阶段发现可能存在的EMC、时序和信号完整性等问题，并找出适当的解决方案，还须重视搞好可生产性、便于组装和测试等问题。譬如倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA)与相邻元器件距离须大于5mm，以确保单板的可生产性；为满足ICT可测试性要求，设计中应力求使每个电路网络至少有一个可供测试的探针接触测点；等等。

在PCBA的系统设计制程中，对于倒装焊器件（BGA\CSP\POP\LGA）等核心器件，整个组装制程工艺和质量控制，始于SMT的来料检验与储存保管（ESD\MSL），每个制程步骤的FAI检验管理，比如对印刷质量、贴装质量、焊接质量等有效管理，对测试、点胶、分板、返修、组装出货包装等制程工艺，也需要恰当的作业规范与管理，须知整个制程工艺的每个环节，都可能造成PCBA的质量可靠性问题，并最终降低工厂的生产效益。

课程对象

SMT生产部、NPI部、QA部、R&D部、PE部、FAE工程部、工程部、、PTE测试部、品质部、工艺研发部）工程师、高工、主管、经理或总监，或对此领域想继续深造，并想提升的业内所有感兴趣人员等；

课程收益

1.了解倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的结构特性和制造工艺；

2.掌握倒装焊器件在PCBA中的基本设计原则与方法；

3.掌握倒装焊器件的DFX及DFM实施方法；

4.掌握倒装焊器件尤其是POP、LGA器件的组装工艺管控要点；

5.掌握倒装焊器件的SMT制程工艺与制程要点；

6.掌握高密度PCBA中倒装焊器件的返修工艺与制程要点；

7.掌握倒装焊器件失效案例解析；

8.掌握倒装焊器件PCBA的非破坏性和破坏性分析的常用方法；

9.掌握改善并提高倒装焊器件的组装良率与可靠性的方法。

课程大纲

一、倒装焊器件(BGA\CSP\POP、LGA）的结构与特性、发展趋势介绍

1.1、BGA\CSP\POP\LGA等器件的结构特征；

1.2、BGA\CSP\POP\LGA等器件的制造工艺和流程介绍；

1.3、BGA\CSP\POP\LGA等器件封装结构中芯片与基板的引线键合和倒装焊的互连方式优劣对比；

1.4、倒装焊器件发展趋势；

1.5、倒装焊器件微型焊点的特性与可靠性问题探究。

二、 倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的制程难点及装联的瓶颈问题

2.1、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的精益制造问题；

2.2、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的生产工艺介绍；

2.3、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的主要装联工艺的类型与制程难点；

三、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）PCB的DFX及DFM的实施要求和方法

3.1倒装焊器件在PCB之可制造性设计(DFM)问题；

B拼板尺寸要求生产效率、板材利用率和产品可靠性的平衡问题；

贴装定位的Fiducial Mark问题；

PCB焊垫图形设计问题；

PCB焊垫的表面处理艺的选择问题；

Solder Mask工艺精度问题。

3.2倒装焊器件在PCB之可靠性设计(DFA)问题；

3.3倒装焊器件在FPC和PCB之可测试设计(DFT)问题；

3.4倒装焊器件设计和工艺控制的标准问题；

IPC-7095B《BGA的设计及组装工艺的实施》；

IPC-7093《Design and Assembly Process Implementation for

Bottom Termination Components》

四、倒装焊器件POP器件组装的典型案例解析

4.1 POP器件的结构特点；

4.2细间距POP的S M T组装工艺；

4.3 POP器件再流焊温度曲线设置方法；

4.4 POP穿透模塑通孔（TMV）问题解析；

4.5细间距POP浸蘸助焊剂、浸蘸锡膏、贴装识别问题解析；

4.6 0.4mmPOP底部填充工艺、填充材料、填充空洞问题解析；

4.7细间距POP组装板的翘曲、枕焊（HoP）问题解析；

4.8细间距POP PCBA温度循环、跌落冲击、弯曲疲劳、3D X射线问题解析；

五、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）的SMT装联工艺技术问题

5.1倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）来料的检验、储存与SMT上线前的预处理等问题；

5.2倒装焊器件对丝印网板开孔、网板制作、丝印机、焊膏质量等要求；

5.3倒装焊器件对贴装设备、过回焊炉前贴装质量的检测（3D X-Ray）管理等要求；

5.4倒装焊器件对再流焊设备、温度曲线及参数、再流焊炉后焊接的检测（3D X-Ray）方式；

5.5倒装焊器件对底部填充点胶设备、胶水特性及点胶工艺及烧烤的工艺方式；

5.6倒装焊器件组装板对分板设备、治具和工艺控制要求；

5.7倒装焊器件组装板对测试设备、治具和工艺控制要求；

六、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）组装板的不良分析的诊断方法

6.1倒装焊器件PCBA不良分析的诊断的基本流程、方法与步骤；

6.2倒装焊器件PCBA非破坏性不良分析的基本方式、工具与设备

,---3D X-Ray,3D Magnification;

6.3倒装焊器件PCBA破坏性不良分析的基本方式、工具与设备,-Cross

Section,红墨水分析，Shear Force Test.

6.4 BGA\CSP\POP\LGA常见的缺陷分析与改善对策

*空洞 *枕焊 *黑盘 *冷焊

*坑裂 *短路 *空焊 *锡珠

*焊锡不均 *葡萄球效应 *热损伤

*PCB分层与变形 *爆米花现象 *焊球高度不均 *自对中不良

七、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）组装板返修工艺技术

7.1 倒装焊器件返修设备及工具；

7.2 高密度PCBA上BGA、CSP器件反向印刷焊膏返修技术；

7.3 POP器件返修工艺技术；

7.4 LGA器件反向印刷焊膏返修技术

八、倒装焊器件(BGA\CSP\POP\LGA）组装板的典型缺陷案例的解析

7.1、倒装焊器件组装板缺陷产生的原因分析

7.2、BGA组装板的典型缺陷案例的解析；

7.3、CSP组装板的典型缺陷案例的解析；

7.4、POP组装板的典型缺陷案例的解析；

7.5、LGA组装板的典型缺陷案例的解析；

九、提问、讨论与总结

常老师

SMT资深专业顾问，曾担任中国机械制造工艺协会电子分会理事、《现代表面贴装资讯》特邀技术顾问 ，在核心期刊（中文）、SMT的各种专业杂志、高端学术会议和报刊上，发表近二十多篇专业论文，并经常应邀在SMT的各种专业研讨会上做工艺技术的演讲，深受业界同仁的好评。Dave Chang老师一直从事电子制造工作，系统地对有铅无铅混装焊接工艺及可靠性、倒装焊器件焊接工艺及质量控制、倒装器件焊点无损检测技术、LGA器件焊接中短路与锡珠形成的原因、高密度印制板装联、焊点失效分析技术等开展了研究，并且“印制板有铅无铅混合焊接中虚焊与冷焊问题研究”荣获创新论文一等奖，“焊点失效分析技术”荣获装备生产制造新技术新工艺实用案例论文一等奖，“有铅无铅混装课题”荣获创新项目二等奖。张老师在倒装焊器件组装方面的研究成果丰硕，已经带着团队解决了很多企业的现场问题，如比亚迪、美的、海信、航空工业集团、航天科技集团、航天科工集团、斯达克、英业达、TCL等，得到了客户一致好评，并深受企业的欢迎。

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