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1、PCEG DMD(I) ENGINEERING DEPARTMENTBGA焊接品質研究及改善焊接品質研究及改善2019 5/28 AMF發生發生2PCS NIC FAILURE, 國外對此分析國外對此分析,未找到不良原因未找到不良原因. 5/30 AMF送回送回 3PCS不良板作分析不良板作分析.DMD重新測試重新測試ICT 結果結果OK; 重測重測FVS發現時而發現時而OK.時時而而NG原因原因是否有規律呢是否有規律呢?我們收集不良數据以便層別我們收集不良數据以便層別.廠內廠內 國外均有發現此類不良國外均有發現此類不良,為何我們不能完全測出為何我們不能完全測出? 不良情形到底如何呢不良情形到
2、底如何呢?我們決定去實驗室作我們決定去實驗室作CROSS SECTION分析分析數据匯整數据匯整匯整國外資料匯整國外資料,5月份共交貨月份共交貨215,353, 此種不良共此種不良共 37PCS,約約176PPM廠內廠內NIC FAILURE共共64PCS,304PPM切片分析切片分析對對BGA作作CROSSS ECTION分析分析,發現兩种不良狀況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 COPPER為何為何ICT FVS不能完全測出不能完全測出BGA PAD COPPER我們在測試時會對
3、我們在測試時會對BGA施加壓力施加壓力,導致其斷裂面接触導致其斷裂面接触,從而引起從而引起時好時好 時壞的現象時壞的現象. 無法無法100%測試出來測試出來不良的不良的ROOT CAUSE是什麼呢是什麼呢?第一種不良分析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吃錫不良小結小結: 原材不良原材不良, 需進一步确認需進一步确認BGA原材料确認原材料确認加熱,將BGA錫球取下,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小結: BGA的确來料不良的确來
4、料不良.(INTEL無此類標准無此類標准) INTEL標准標准:錫球共面性要求錫球共面性要求:高低差高低差8mil預防對策預防對策1.訂定訂定BGA外觀檢驗標准外觀檢驗標准,IQC不定期抽檢不定期抽檢 (因其為溫濕度敏感元件因其為溫濕度敏感元件,使用前不便于拆封使用前不便于拆封)2.范用機貼裝前檢驗范用機貼裝前檢驗BGA來料不良改善來料不良改善: 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小結: 改善后不良率改善后不良率200PPMBGA CRACK要因分析要因分析為為何何 B G A會會斷斷裂裂人人機機料料法法訓練不足未依SOP
5、作業紀律性問題ICT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PROCESS CHECK錫膏印刷錫膏印刷錫膏厚度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小時內零件貼裝零件貼裝NOZZLE 選用正确 #4真空吸力正常: -80貼裝品質OKPROCESS CHECKREFLOW PROFILE Typical Oven Reflow Profile183Cslope 3C/sechold at 150-183
6、C60-90 sec and 2 min. maxpeak temp. 205-225 deg C target 218 deg Ctime liquidus40-90 secondsBoard Temp.slope 3C/sec實際實際:升溫斜率升溫斜率2OC 均溫時間均溫時間:72秒秒PEAK值值: 215OC降溫斜率降溫斜率:3OCOKPROCESS CHECKICT FVS STRAIN GAGE測試結果測試結果450u業界標准業界標准178OC改善后改善后:PEAK 110OC效果确認效果确認IMC層晶粒均勻層晶粒均勻,細密細密,焊接品質良好焊接品質良好從金相學來講從金相學來講,晶粒
7、愈細密晶粒愈細密,其機械電器性能愈好其機械電器性能愈好從焊錫原理來講從焊錫原理來講,晶粒愈細密晶粒愈細密,其電器性能愈佳其電器性能愈佳效果确認效果确認BGA 焊接不良率從焊接不良率從2500PPM下降到下降到200PPM以下以下.內部內部BGA不良改善不良改善標準化標準化轉換為轉換為LESSON LEARNWAVE SOLDER載具標準化載具標準化,寫入載具制作辦法中寫入載具制作辦法中INTEL治具同樣改善完畢治具同樣改善完畢,全面實施全面實施.知其然知其然,知其所以然方為知識知其所以然方為知識!INTEL 對此給予肯定並用此經驗協助對此給予肯定並用此經驗協助ASUS處理此異常處理此異常Int
8、el CQE工程師來函感謝工程師來函感謝,我們所發現的技術協助他們解決了長久解決不了我們所發現的技術協助他們解決了長久解決不了的問題的問題.Tin-Lead alloy phase Diagram50OC15010010050OC150200200250250300300350OC350OCSn 100907080605040302010 0PbSn% (WT%)37液體 Liquid range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
9、232E327183真空包埋成份比例: 環氧樹脂VS固化劑 5:1 H2NO3 MONTHMONTH一一二二三三四四五五六六七七八八九九十十十一十一十二十二PlanPlan402,386402,386285,680285,680266,748266,748500,217500,217217,914217,914346,122346,122627,243627,243305,069305,069407,407,427,834427,834340,889340,889494434494434ActualActual398,745398,745275,382275,382253,807253,807
10、334,956334,956215,353215,353342,602342,602636,432636,432306,482306,482405,023405,023427,657427,657338,869338,8694915374915372019年度各月生產計划與實際達成狀況比較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$DOE Recommended ProfileKey D
11、ata Points Liquidus dwell 60s (preferably 30 s) Pre-spike dwell 90 s Heating ramp 2-4 C/sec Cooling ramp 3-5 C/sec Bandwidth 10 C (Delta between profile curves) O2 Environment 20 ppmDOE Recommended ProfileRoom Temp = 25 CFlux Activation Temp = 150 CSolder Reflow Temp = 183 CSpike Temp 220 C4.5 Min =
12、/- 0.5 min 30 - 60 sec 90 - 120 sec Temp Ramp = 2-4 C/secCool Ramp = 3-5 C/secDOE Recommended ProfileProfile Changes 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. speedPrimary Side Temp. Preheat 03 Preheat 02 Preheat 01 Waves 55-65*95-105*105-115*Dwell:A2: 1.9-2.9A4: 0.9-1.9160C* Exit Temperatures6月份月份INTEL提供的提供的WS資料資料
