iPhone 6拆解及切片细说

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射頻(RF)模組與濾波器(4)
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Apple A8 CPU & RAM Qualcomm LTE Modem (MDM9625M) InvenSense 6-axis Gyroscope and Accelerometer Combo (MP67B) Bosch Sensortec (BMA280) SkyWorks Mid Band LTE PAD (77803-20) SkyWorks Low Band LTE PAD (77802-23) Qualcomm Envelop Tracking IC (QFE1000) Avago Ultra High Band PA & FBARs (A8010) SkyWorks Mid Band PAD (77356-8) Avago High Band PAD (A8020) RF Micro Devices Antenna Switch Module (RF5159)
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射頻(RF)模組與濾波器(1)
手機主系統可分為 ①類比微波(弦波)通訊 ②數碼方波資訊，等兩大部分。 i-6主板正反兩面貼裝 40多個大小不同的 IC積成塊； Digital主角只有正面 POP區的 CPU與DRAM以及反面大型的Flash而已，其餘小型者多半是Analog式模塊。下列 系統圖即為主板反面No.1模塊，亦即Qualcomm公司的收發器(Transceiver)。 Typical RF Transceiver Architecture
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CPU覆晶載板及埋容的深入觀察(1)
1.承載A8式CPU的6L HDI式有機載板(BT+ABF)，其過程是先製做BT板材的雙面內核 板(Tg 250℃剛性很強，可減少多次強熱的彎翹)，且此雙面板中還埋入電容器 (Capacitor)數枚，以提供CPU推送訊號所需的快速能源。 2. 完成雙面內核板的成線互連與埋容後，再利用ABF(GX-92)去做兩次增層利用半 加成法 (Semi-Additive Process ， SAP) 的成線即可完工。事實上此樣中載板的 工程與品質並不好，從微切片畫面無法得知供應商的資料。
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CPU所在PoP區深入觀察之4—覆晶凸塊
1.A8式CPU晶片腹底每排40個錫銀凸塊(Bump Ag 3.5%)，覆銲在HDI的 6L載板上， 而此載板又以33個水煎包型的BGA錫球(SAC305)再銲於10L的主板上完成互連。 2. 小 型 錫 銀 凸 塊 是 最 先 焊 在 晶 片 腹 底 朝 上 電 鍍 Ni/Au 的 UBM （ Under Bump Metallization）上，然後才將之再反轉覆焊於6L載板的銅墊上。 3.i-5世代CPU的覆晶凸塊(Flip Chip Bump)與其水煎包BGA錫球兩者均採SAC305； 但到了 i-6 時卻又將 CPU 凸塊改為熔點 m.p. 再高 4℃的 SA(Ag3.5%) 共熔式銲料了 (Eutectic Solder)。
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Qualcomm RF Transceiver (WTR1625L) Qualcomm Receive-only Companion Chip (WFR1620) Qualcomm Power Management IC (PM8019) TOSHIBA 16GB NAND Flash (THGBX367D2KLF0C) Apple/Dialog Power Management IC (338S1251) NXP ARM Cortex-M3 Microcontroller (LPC18B1UK) Broadcom Touchscreen Controller (BCM5976) NXP NFC module & Secure Element (65V10) AMS NFC Booster IC (AS3923) Texas Instruments Touch Transmitter (343S0694) Cirrus Logic Audio Codec (338S1201) Murata Wi-Fi Module (339S0228)
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CPU所在PoP區深入觀察之1—綑綁大球（1）
前列切樣左起2號之正面者即為 CPU所在PoP心臟區，也就是Digital最重要的大 本營。此PoP之一樓為A8式CPU，二樓為DRAM記憶體。這兩個完工的封裝體是 利用外圍三圈（i5是兩圈）如燈罩般大型SAC305銲球執行上下綑綁。當然這三圈 機械球中必定還有不少是兼做為訊號球的用途，讓CPU可以最近取得最快的資料。 本頁上三列彩圈為一般軟體之單圖與接圖，第四列為內建軟體之接圖。
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EMDA網站公佈i-6元件資料（2）
前頁i-6主板正面列出已被辨識的 11顆主動元件模塊之名稱，其中1號區即為 A8式CPU及 DRAM的PoP區，只有這兩顆是數碼式大型IC模塊其餘10顆均為微波相關 的小模塊。本頁主板反面所貼裝幾顆模塊其數碼方波與類比弦波各占一半，而以4 號Toshiba NAND的數碼Flash快閃記憶模塊體積最大。
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CPU所在PoP區深入觀察之3—BGA球腳與覆晶凸塊
1.PoP區可見到綑綁球與水煎包BGA球兩者銲料均為SAC305，以及CPU晶片焊在覆晶 載板上的SnAg凸塊（Bump；Ag 3.5％）。但要此三種銲球在同一剖面上同時出 現就很不容易了。上橫圖的三圈綑綁球只剩下殘跡了。 2.下左圖可見到CPU芯片以2顆SnAg凸塊焊在6L載板的畫面。下中為錫銀凸塊上下 IMC的不同；下右可見到凸塊頂部焊在電鍍Ni/Au的IMC，與6L覆晶底部焊在載板 銅墊IMC的立體圖像，由於熱量過多以致兩者IMC都太厚的Байду номын сангаас面清楚可見。
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CPU所在PoP區深入觀察之2—綑綁大球（2）
1.本頁各圖均以外三圈綑綁球為主角，可見到各種畫面內容有 :（A）上橫圖可見 到第一排37個綑綁球（B）CPU載板與主板間33個如水煎包般的BGA球腳。 2.本頁下左及下中兩圖可見到綑綁球與水煎包球腳其等銲料均為SAC305。 3.下右圖可見到綑綁球上端為DRAM打線三層載板電鍍Ni/Au之IMC，下端為CPU覆晶 6L載板（2+2+2）OSP銅面銲墊之 Cu6Sn5 ，由6L載板所見雙面內層核板的超薄銅 皮可知是出自MSAP工法，。
iPhone 6拆解及切片細說
台灣電路板協會 資深技術顧問 白蓉生
2015.05.12 初編
大 綱
1. 網站與切樣製備 ………………………………………P. 3~ P.6 2. PoP區互連與CPU載板觀察.…………………………P.7 ~ P.14 3. 射頻模組與濾波器…………………………………..p.15 ~ P.20 4. 小型WLP模塊之觀察 ………………………………P.21 ~ P.25 5. 各種銲點的深入說明…………...…...........................P.26 ~ P.33
6. 主板與載板之疊構與細線…..……..………………..P.34 ~ P.42
7. 主板載板層間互連之通盲孔…….………..….……..P.43 ~ P.51
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EMDA網站公佈i-6元件資料（1）
Electron Microscopy Development ＆Application（EMDA）網站，曾公怖i6主板正反兩面所貼焊的23種能夠辨識的主動元件有：①CPU封裝塊②數位IC記憶 模 組 塊 ③ RF 射 頻 收 發 模 組 塊 ④ 微 波 之 濾 波 及 功 率 放 大 模 塊 等 ， 其 網 址 為 ： https:///Trardown/iphone+6+Trardown/29213。
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CPU覆晶載板及埋容的深入觀察(3)
1.從本頁上列大橫圖可見到6L覆晶載板內部雙面板中的兩顆大型埋容(Burried Capacitors)，左埋者已見到下端5隻填銅盲孔的引腳，而右件卻因不在同一平面 ，故其引腳未能現身。 2.中列二圖為偏光透視圖與立體圖，可見到下側5隻填銅盲孔的引腳；下列右圖可見到 盲孔口徑僅 2.5mil ，比頭髮還細。注意本切樣盲孔填銅與底銅間的鍍前微蝕太深 (0.16mil)，這種業界早年簡單PCB的惡習目前仍隨處可見；從下左圖可見到填銅與底 銅間紅色的不良沉銅層。此不良沉銅可說明該載板業者的工程與品質均不佳。
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CPU覆晶載板及埋容的深入觀察(4)
從6L覆晶載板其雙面核板埋容引腳的填銅品質來看，不但填銅前對底銅墊的 微蝕過度（3.99um），而且還出現致命的不良沉銅（出自鍍銅前的浸酸槽）。由 於該載板內部已被層層重重包夾保護，因而在強熱中免於脫墊而逃過一劫。若此 種不良沉銅落在一般HDI/ELIC板中時，老早就短命夭折而大賠特賠了。
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主板切斷成5段鑲埋後之反面對照
下列對照圖即為主板反面之微切剖面，也就是分別由切樣的朝上表面精密顯微 取像，然後繼續向內部削磨及拋光，以取得更多的畫面。筆者此次針對五個切樣 共計攝取850張圖像，並據此寫成 20頁文章發表於電路板季刊之68期中。
光學高倍(500倍以上)顯微圖像若欲十分清楚完全不模糊者當然並不容易； ①首先切樣朝上之觀察面要絶對完全平坦，不可出現任何刮痕 ②朝下放置面 不但要完全平坦而且 2000倍放大下前後左右移動之畫面均不可模糊，此即為 FA級切片的及格標準。
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射頻(RF)模組與濾波器(3)
1.從本頁上二圖及下左圖可知，該收發器模塊中的局部放大銅線的寬度竟達 0.43mil，與一般載板的線寬已無差別。由此可知一般人經常提到的20nm細線路 應只出現在Digital的CPU或Memory方面，很少出現在RF微波模塊中。 2.由右下圖可見到電感器（Inductor）與電容器（Capacitor）串聯而成的平面濾 波器（Filter）。