芯片封装与焊接技术.ppt
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1、KFNS电子维修技能培训 芯片封装与焊接技术,编者:庄文杰部门:FA/LAB日期:2011年2月28日,第2页/共97页,课程目标与大纲,芯片封装了解芯片封装主要类型、芯片方向识别方法、主要芯片命名规则掌握二极管、三极管、晶振元件的外观和电性识别法熟悉KFNS手机产品主要芯片相关的封装知识及特殊元件的方向识别和命名规则焊接技术了解焊接方法、烙铁、热风枪和BGA焊台工作原理及组成架构熟悉烙铁、热风枪一般操作方法和流程及注意事项熟悉贴片小型元件、贴片集成电路、塑料元件及BGA元件的焊接方法了解KFNS所使用的焊接工具、焊接方法及注意事项芯片封装与焊接技术了解主要芯片封装类型与焊接方法之间的关系,第
2、3页/共97页,主要内容,芯片封装焊接技术芯片封装与焊接技术,第4页/共97页,芯片封装,第5页/共80页,芯片封装,集成,芯片 IC:集成电路,第6页/共97页,芯片封装,第7页/共97页,芯片封装,第8页/共97页,芯片封装,芯片封装形式芯片引脚方向识别芯片命名规则芯片结构和分析方法KFNS 产品应用,第9页/共97页,芯片封装形式,芯片封装分类,DIP,SIP,PGA,SOP,TSOP,QFP,QFN,QFJ,SQJ,BGA,LGA,芯片封装,直插式封装,表面贴片式封装,第10页/共97页,芯片封装形式,BGA 封装(Ball Grid Array:球形栅格阵列封装),第11页/共97页
3、,芯片封装形式,PGA(Pins Grid Array:引脚栅格阵列)LGA(Land Grid Array:平面栅格阵列),PGA,LGA,第12页/共97页,芯片封装形式,QFP 封装(Quad Flat Package:四周扁平封装)QFN(Quad Flat No lead Package:四周偏平无引脚封装),QFP,QFN,第13页/共97页,芯片封装形式,QFJ 封装(Quad Flat J Leaded Package:四周扁平J 形封装)SOJ 封装(Small Outline J leaded Package:单列小外J形引脚封装),QFJ,SOJ,第14页/共97页,芯片
4、封装形式,SOP(SOIC)封装(Small Outline Package:小外形引脚封装)TSOP 封装(Thin Small Outline Package:薄型外形引脚封装),SOP,TSOP,第15页/共97页,芯片封装形式,DIP 封装(Dual Inline Package:双列直插式封装)SIP 封装(Single Inline Package:单列直插式封装),DIP,SIP,第16页/共97页,芯片封装形式,SOT(Small Outline Transistor:小外型晶体管),第17页/共97页,芯片封装形式,晶振(有源晶振&无源晶振),有源晶振-振荡器(Oscilla
5、tor),无源晶振-晶体(Crystal),四个引脚,有方向,二个引脚,无方向,外部时钟触发,晶体管、阻容元件,第18页/共97页,芯片引脚方向识别,通用规则(BGA 除外):芯片型号末尾无方向标志“R”:首引脚标示位置+逆时针方向+正面方向芯片型号末尾有方向标志“R”:首引脚标示位置+顺时针方向+正面方向例如HAXXXXA,HAXXXXAR,其电气性能一样,只是引脚互相相反首引脚位置识别类型凹口或斜面切角:在芯片一端有半圆形、方形缺口或切角,切角,逆时针,逆时针,第19页/共97页,芯片引脚方向识别,首引脚位置识别类型小圆点和凹坑:在芯片一角有凹坑,逆时针,顺时针,逆时针,第20页/共97页
6、,芯片引脚方向识别,首引脚位置识别类型色点(BGA):在芯片底面的颜色标志,箭头向外,A,AB,1,27,B9,注意:字母序列中没有IOS,第21页/共97页,芯片引脚方向识别,无引脚标示无方向区分 圆形金属封装,从识别标记开始+顺时针方向,第22页/共97页,芯片引脚方向识别,晶体管识别方法二极管识别方法肉眼识别法(色环、金属探针等)电性识别法(正向导通特性:导通电压),负极,正极,万用表二极管档(),+,-,+,-,正向,反向,0.541,OL,第23页/共97页,芯片引脚方向识别,晶体管识别方法三极管及场效应管识别方法不同厂家引脚方向表示方法不一样,需依据规格判定电性判定方法(等效为二极
7、管量测),第24页/共97页,芯片引脚方向识别,晶体管识别方法三极管识别方法电性判定方法(等效为二极管量测)判定原理:导通电压(Ube 0,Ubc0),Uce/Uec/Ueb/Ucb 不导通,且UbeUbc判定方法:将万用表调制二极管档,利用其红色表笔(+),黑色表笔(-)分别量测不同两引脚,利用判定原理确认各引脚顺序,U230U210U13 不导通U21U23,1,2,3,e,b,c,0.667,OL,0.671,第25页/共97页,芯片引脚方向识别,有源晶振识别方法外观识别法有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4脚,第26页/共97页,芯片命名规则,芯片品牌标示,第27页
8、/共97页,芯片命名规则,芯片型号表示含义通用规则,MAX 232 A C P E+,MAX-Maxim 公司名,232-232接口芯片,A-A 档C-民用级,P-DIP 封装,E-16脚,+-无铅产品,第28页/共97页,芯片命名规则,芯片型号含义不同芯片厂商和系列,含义不同,具体依据产品datasheet主要厂商芯片丝印命名规则说明,A:SAMSUNG 内存芯片新标志(以前为KM)B:4 代表内存芯片为DRAMC:S-SDRAM,H-DDR SDRAM,T-DDR SDRAM,R-Direct RDRAMD:表示密度和刷新速度:56代表128Mbit/8K(64ms)E:表示内存结构:08
9、表示*8F:内存芯片有几个Bank 组成:3代表为4个BankG:电气接口:8代表SSTL-2.2.5V、2.5VH:内存芯片的修正版本:C为第四版本I:内存芯片封装形式:T表示TSOP2-400 J:表示工作温度和工耗消耗能力:C代表商业温度、正常功耗K:表示内存芯片的速度标况:B3代表6ns(CL=2.5)L:表示包装内型(省略)M:表示用户特别说明代码(一般空白),“DDDDDDDD”(8个字节)-芯片商业名”PP”(2个字节)-芯片封装工厂标志号“LLL”(3个字节)-生产时间”WX“(2个字节)-加工厂标志号”COO”(3个字节)-生产区域原始代码“YWWT”(4 个字节)-”Y”生
10、产年最后一位“WW”生产周”T“工艺代码“B”(1个字节)-ECOPACK,SAMSUNG,ST,第29页/共97页,芯片命名规则,芯片表面丝印含义主要厂商芯片丝印命名规则说明,MAXIM,MAX XXX(X)X X X,1 2 3 4 5 6,XXX XXXX X X X X,1 2 3 4 5 6,INTERSIL,1-MAXIM 公司产品代号2-三字母后缀:C(温度),P(封装),E(管脚数)四字母后缀:B(指标等级)+三字母后缀3-指标等级:A:5%输出精度,B:防静电4-温度范围:C、I、E、A、M 5-封装形式:AP6-管脚数量:A、B、Q等,1-前缀:器件类型(线性电路存储器模拟
11、开关等)2-器件型号3-电性能选择4-温度范围:A、B、I、M 5-封装形式:AQ6-管脚数量:A、B、Q等,MT-Micron 厂商名48-内存内型:48代表SDRAM,46 代表DDRLC-供电电压:LC代表3V,C代表5V,V代表2.5V16M8-内存容量:16M*8bits=128MbitsA2-内存内核版本号TG-封装形式,TSOP-75-内存工作速率-75工作速率133MHz,-65为150MHz,QUALCOMM,MT48LC16M8A2TG-75,MICRON,产品型号,产品类型,引脚数量,封装类型,产品版本,加工工艺,包装信息,MT48LC16M8A2TG-75,MICRON
12、,第30页/共97页,芯片结构和分析方法,芯片内部等效结构(BGA),Substrate 脚座基材,Solder balls 外部焊球,正面,反面,切片位置,切片示意图,切片实物图,第31页/共97页,芯片结构和分析方法,芯片内部等效结构(SOP),第32页/共97页,芯片结构和分析方法,芯片分析方法-X-Ray 利用X射线的特殊穿透能力来检测基板内部例如漏焊、连焊、焊点空洞、PCB内层线路断裂等缺陷,第33页/共97页,芯片结构和分析方法,芯片分析方法-C-SAM C-SAM:利用超声波在不同声阻材料界面的反射波强度和相位的不同,来发现塑封器件分层、裂缝和芯片粘接空洞等不良,第34页/共97
13、页,芯片结构和分析方法,芯片分析方法-DecapDecap:利用浓硫酸/硝酸的强腐蚀性,将IC外部的塑封层腐蚀掉,然后在显微镜下放大观察其内部Die(晶片)表面的缺陷(Bonding点异常、EOS损伤痕迹等),100X,100X,第35页/共97页,KFNS 产品应用,中兴手机(型号:P726G),1,2,3,5,4,6,7,9,11,10,8,第36页/共97页,KFNS 产品应用,芯片基本信息说明,第37页/共97页,KFNS 产品应用,芯片封装,BGA,BGA,LGA,QFN,QFN,QFN,第38页/共97页,KFNS 产品应用,芯片封装,SOP,QFN,SOJ,QFN,QFN,TSO
14、P,第39页/共97页,KFNS 产品应用,芯片引脚方向识别,1,2,14,13,A,B,J,B5,首引脚标示,首引脚标示,首引脚标示,首引脚标示,主板上首引脚标示,第40页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别(中兴手机:A210),ESD 保护二极管,C403,C404,C405,有源晶振,U302,耦合器(黑白器件),1,2,3,4,声表面滤波器,U102,U120,第41页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别(中兴手机:A210)ESD 保护二极管非ESD保护二极管,+,PCB GND,ESD 保护作用,+,-,第42页/共97
15、页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别(中兴手机:A210)有源晶振耦合器(黑白元件),第43页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别(中兴手机:A210)声表面滤波器识别芯片表面丝印,确定芯片位置,1,2,3,1,2,3,第44页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别(中兴手机:P671A2)元件错料案例分析丝印判断,WCDMA 功率放大器,WCDMA 功率放大器,第45页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别,第46页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别,第
16、47页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别,射,射,第48页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别,第49页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别,第50页/共97页,KFNS 产品应用,特殊元器件在PCB板上方向定位识别,第51页/共97页,KFNS 产品应用,主要品牌厂商,第52页/共97页,KFNS 产品应用,芯片命名规则,QUALCOMM-高通 公司名RTR6285-产品名A3V493.1-供应源代码:A代表 TSMC,Taiwan.3V493.1 代表追溯源始代码F1035013-2010年第35周
17、第013个,4,QFN,7&8,QFN,-ANADIGIAS log 标示,AWT6281R-零件编号0654-2006年第54周76015-00-晶圆编号5300-BOM 编号PH-国家编号,第53页/共97页,.,KFNS 产品应用,芯片命名规则,HQ,QFN,RF7166-产品型号1037-生产日期2010年第37周F14ACDA-组装编号,MEDIATEK-联发科公司名1025-生产日期2010年第25周AFAL-转包商代码kSGTP2-晶圆批次代码,HQ,BGA,第54页/共97页,主要内容,芯片封装焊接技术芯片封装与焊接技术,第55页/共97页,焊接技术,焊接方法焊接工具烙铁热风枪
18、BGA返修焊台KFNS 产品应用,第56页/共97页,焊接方法,焊接方法局部焊接法采用定点的方法加热到封装引脚和/或PCB上特征 1:部分加热在产品和PCB,不适合大量生产特征 2:修正焊接或低耐热性产品类型:烙铁和热风枪全部加热法用于对整个封装和/或PCB进行加热特征 1:应用广泛特征 2:会产生较大热应力类型:红外回流、对流回流、红外对流相结合、VPS(蒸气钎焊)及流(波)焊,第57页/共97页,焊接方法,不同焊接技术性能比较(见下表),第58页/共97页,电烙铁,焊接工具-电烙铁工作原理电热器在电能作用下,发热、传热及散热过程。发热量大小及温度由烙铁芯功率决定,电热能在日常生活中应用,第
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