SPU15Q IC

====================================================================================================

           SPU150 / SPU15Q SUB-PMIC DETAILED TECHNICAL & HARDWARE REWORK GUIDE

====================================================================================================

1. FUNCTIONAL ARCHITECTURE & CIRCUIT ROLE:

----------------------------------------------------------------------------------------------------

- Dual-PMIC Architecture in Modern 5G Motherboards:

  * In modern Samsung Exynos (e.g., Exynos 1380 / 1280) and Google Tensor platforms, power delivery is 

    divided between a primary battery/system PMIC and a specialized secondary Sub-PMIC (SPU150 / SPU15Q).

  * SPU150 integrates high-current synchronous step-down (buck) converters and multiple low-noise LDOs 

    that directly power processing cluster cores (CPU big/LIT cores, GPU, NPU), baseband modems, and 

    high-speed memory channels.

- Power-On Reset & Sequencing:

  * Contains internal logic to oversee millisecond-level voltage ramp-up sequencing. If any buck rail 

    fails to reach its programmed voltage window or trips due to excess ripple, SPU150 de-asserts its 

    Power-Good (PG) output, immediately halting the boot sequence to protect sensitive silicon.

2. BOARD-LEVEL FAULT SYMPTOMS (خرابی کی نشانیاں):

----------------------------------------------------------------------------------------------------

- Dead Phone / No Power (موبائل مکمل بند):

  * Motherboard draws 0.00A or very low static current on DC bench supply when the power button is pressed.

- Low Current Boot Loop / Stuck Current (ڈی سی سپلائی پر کرنٹ فریز ہونا):

  * When pressing the power key, current rises to 50mA–90mA or 140mA–180mA and immediately drops to zero, 

    or stays permanently frozen without initiating CPU kernel boot.

- Primary Power Bus (VPH_PWR / VDD_MAIN) Short to Ground:

  * Internal high-side buck MOSFET breakdown creates a short circuit from the main battery supply line to 

    ground, causing the bench power supply to sound an over-current buzzer immediately (0.000V in diode mode).

- Localized Board Overheating:

  * SPU150 gets scalding hot within seconds of connecting battery voltage or charger cable.

3. STEP-BY-STEP MULTIMETER TESTING & DIAGNOSTICS:

----------------------------------------------------------------------------------------------------

A. Cold Testing (Diode Mode Check - Board Powered Off, Battery Disconnected):

   1. Place Multimeter in Diode Mode. Connect RED probe to PCB Ground (Shielding can), probe with 

      BLACK probe around SPU150 surrounding components:

      - Main Input Bypass Capacitors (VPH_PWR / VDD_MAIN): Normal ~360mV – 480mV (0.000V = dead short).

      - Surrounding Buck Inductors (Output Coils):

        * Core rails (VCORE / GPU): Low impedance is normal (~50mV – 150mV); must NOT read 0.000V.

        * Memory & Logic rails (1.1V, 1.2V, 1.8V): Normal ~320mV – 520mV.

      - LDO Output Capacitors: Normal ~420mV – 650mV.

   2. Short-Circuit Isolation:

      - If a coil or capacitor reads 0.000V, inject 1.0V DC (limited to 1.5A–2.0A) onto that specific rail. 

        Observe under thermal camera: if SPU150 glows white-hot, desolder the IC.

B. Hot Testing (Motherboard Connected to DC Bench Power Supply):

   1. Connect DC supply at 4.0V to battery pins:

      - Check input capacitor: Confirm 4.0V DC input reaches SPU150.

   2. Press Power Button:

      - Probe each external inductor around SPU150: Output voltages (0.75V, 0.85V, 1.1V, 1.8V DC) must 

        appear momentarily or remain stable during boot attempt.

      - If input voltage is present and power button signal drops to 0V upon pressing, but output coils 

        read 0.00V, SPU150 is defective, unseated, or damaged.

4. SOLDERING, REBALLING & REWORK SPECIFICATIONS:

----------------------------------------------------------------------------------------------------

- Desoldering & IC Removal:

  * Apply protective heat-insulation tape or copper foil over neighboring memory (UFS) and CPU chips.

  * Apply non-corrosive RMA tacky flux around SPU150.

  * Hot air rework parameters: Temperature 335°C – 350°C, airflow 35% – 40% with a focused medium nozzle.

  * Heat in uniform circular motion for 20–25 seconds. Touch gently with precision tweezers; once solder 

    spheres liquefy, lift straight upward without sliding across PCB pads.

- PCB Pad Cleanup:

  * Melt leaded solder paste (Sn63/Pb37, 183°C) onto the PCB pads to dilute factory unleaded solder.

  * Wick the footprint completely flat using fine copper desoldering braid and a chisel-tip soldering iron 

    at 285°C – 300°C.

  * Clean thoroughly with 99% Isopropyl Alcohol (IPA); inspect under a microscope to confirm no bridged 

    or torn pads.

- Reballing Procedure:

  * Secure a dedicated Samsung Exynos SPU15/SPU15Q stencil or universal 0.35mm/0.4mm pitch BGA stencil.

  * Spread 183°C medium-viscosity solder paste smoothly and scrape flush with the stencil surface.

  * Apply hot air at 280°C – 290°C with low airflow (15%–20%) until bright, uniform solder spheres form.

- Placement & Final Reflow:

  * Apply an ultra-thin layer of tacky flux across the motherboard footprint.

  * Align Pin 1 index dot precisely with the board silkscreen alignment corner.

  * Reflow at 310°C – 320°C with 30% airflow; the chip will self-align on the molten solder pads. Give a 

    microscopic nudge with tweezers to verify surface tension elasticity.

  * Allow the motherboard to cool down naturally for 3–5 minutes before testing with DC power.

====================================================================================================