BGA焊接品质分析_改善

1、PCEG DMD(I) ENGINEERING DEPARTMENTBGA焊接品質研究及改善12002 5/28 AMF發生2PCS NIC FAILURE, 國外對此分析,未找到不良原因. 5/30 AMF送回 3PCS不良板作分析.DMD重新測試ICT 結果OK; 重測FVS發現時而OK.時而NG起因是否有規律呢?我們收集不良數据以便層別.2廠內 國外均有發現此類不良,為何我們不能完全測出? 不良情形到底如何呢?我們決定去實驗室作CROSS SECTION分析數据匯整匯整國外資料,5月份共交貨215,353, 此種不良共 37PCS,約176PPM廠內NIC FAILURE共64PCS,3

2、04PPM3切片分析對BGA作CROSSS ECTION分析,發現兩种不良狀況在BGA本體部分出現“錫肩”存在明顯焊接分層現象焊錫角90OBGA出現CRACK,斷裂面 在IMC層,斷裂面不規則BGA PAD COPPER4為何ICT FVS不能完全測出BGA PAD COPPER我們在測試時會對BGA施加壓力,導致其斷裂面接触,從而引起時好 時壞的現象. 無法100%測試出來不良的ROOT CAUSE是什麼呢?5第一種不良分析錫肩外形規則,且出現在分層 面,初步判定為BGA封裝時不良 焊錫角90O 說明BGA本體 PAD吃錫不良小結: 原材不良, 需進一步确認6BGA原材料确認加熱,將BGA錫

3、球取下,發現BGA本 體PAD焊錫性不良,出現 DEWETTING現象發現BGA來料錫球壓傷,多球, 少球,露銅,氧化等多种不良小結: BGA的确來料不良.(INTEL無此類標准) INTEL標准:錫球共面性要求:高低差8mil7預防對策1.訂定BGA外觀檢驗標准,IQC不定期抽檢 (因其為溫濕度敏感元件,使用前不便于拆封)2.范用機貼裝前檢驗8BGA來料不良改善: PASS 此不良信息及不良樣品給INTEL要求其改善效果确認: D/C 0242后BGA品質有明顯改善小結: 改善后不良率200PPM9BGA CRACK要因分析為何 B G A會斷裂人機料法訓練不足未依SOP作業紀律性問題ICT

4、測試治具不良FVS測試治具不良插件 維修治具不良PCB HANDLING 方法不當流板方法不當迴流焊溫度不當波峰焊接溫度不當印刷錫膏不良貼裝不良來料不良物料儲存不當物料使用不當10PROCESS CHECK錫膏印刷錫膏厚度0.1480.160MM 良好鋼板刮印干淨 張力40N/CM刮刀無變形 錫膏開封后使用時間控制在3小時內零件貼裝NOZZLE 選用正确 #4真空吸力正常: -80貼裝品質OK11PROCESS CHECKREFLOW PROFILE Typical Oven Reflow Profile183Cslope 3C/sechold at 150-183C60-90 sec and

5、 2 min. maxpeak temp. 205-225 deg C target 218 deg Ctime liquidus40-90 secondsBoard Temp.slope 3C/sec實際:升溫斜率2OC 均溫時間:72秒PEAK值: 215OC降溫斜率:3OCOK12PROCESS CHECKICT FVS STRAIN GAGE測試結果450u業界標准178OC改善后:PEAK 110OC23效果确認IMC層晶粒均勻,細密,焊接品質良好從金相學來講,晶粒愈細密,其機械電器性能愈好從焊錫原理來講,晶粒愈細密,其電器性能愈佳24效果确認BGA 焊接不良率從2500PPM下降到

6、200PPM以下.內部BGA不良改善25標準化轉換為LESSON LEARNWAVE SOLDER載具標準化,寫入載具制作辦法中INTEL治具同樣改善完畢,全面實施.知其然,知其所以然方為知識!INTEL 對此給予肯定並用此經驗協助ASUS處理此異常26Intel CQE工程師來函感謝,我們所發現的技術協助他們解決了長久解決不了的問題.27Tin-Lead alloy phase Diagram50OC150200200250250300300350OC350OCSn 1009070806050403020100PbSn% (WT%)37液體 Liquid range

7、半熔狀態Pasty range半熔狀態Pasty range固體 Solid range共晶點EUTECTICSn 19.5%Sn 97.5%液相線 LIQUIDUS液相線 LIQUIDUSABCD 232E32718328真空包埋成份比例: 環氧樹脂VS固化劑 5:1 H2NO3 29MONTH一二三四五六七八九十十一十二Plan402,386285,680266,748500,217217,914346,122627,243305,069407,139427,834340,889494434Actual398,745275,382253,807334,956215,353342,60263

8、6,432306,482405,023427,657338,8694915372002年度各月生產計划與實際達成狀況比較Q4 TOTAL OUTPUT: 1,258,063PCS北橋: 16.5$ 南僑:16$ LANCHIP: 10$原不良率以2000PPM計算:1258063*0.002*(10$+16$+16.5$)=106935$30DOE Recommended ProfileKey Data Points Liquidus dwell 60s (preferably 30 s) Pre-spike dwell 90 s Heating ramp 2-4 C/sec Cooling

9、ramp 3-5 C/sec Bandwidth 10 C (Delta between pro) O2 Environment 20 ppm31DOE Recommended ProfileRoom Temp = 25 CFlux Activation Temp = 150 CSolder Reflow Temp = 183 CSpike Temp 220 C4.5 Min =/- 0.5 min 30 - 60 sec 90 - 120 sec Temp Ramp = 2-4 C/secCool Ramp = 3-5 C/sec32DOE Recommended ProfilePro Belt Speed:Slow to 55 cm/min Increase Initial ramp Flatten soak ramp Lower zone 6 (board should be below 183 C) Increase spike temp. Increase cooling temp. spee