【SMT资料】BGA焊接不良经典案例分析FA for BGA soldering.ppt

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【SMT资料】BGA焊接不良经典案例分析FA for BGA soldering

結 論 綜合以上的觀察、分析與實驗結果,可歸納以下幾點: 1.零件錫球表面存在一些黑色污染物及凸球的現象. 2.黑色污染區域經EDS分析結果其含有少量的Cl、S、Br、Na、 Si…等異常元素存在,且其區域C、O含量的比較也較正常錫球 表面含量高出許多;這可能是受到一些有機物的污染或清潔不 乾淨所造成. 3.錫球表面凸起部份,可能來自於BGA零件植球製程中有異常的 狀況發生,或者是錫球內部存在氣孔,造成凸起. 4.從切片結果及SEM觀察結果,發現錫膏與PCB板間IMC有正常生 長成,所以應不是錫膏或PAD有發生焊接異常的現象. 5.利用SMT Scope迴焊模擬結果,不管是零件本身模擬或是零件 與錫膏焊接都沒有發生零件或板子變形的現象,且錫膏與錫球 有良好的wetting能力.(實驗sample為少數,可能無法有效模擬 出問題點) 案 例 2 BGA零件不良解析 說 明 NG Sample OK Sample 客戶BGA零件保存一年後,發現錫球表面有霧化現象及焊接性變差的現象。 如下圖外觀照片所示,客戶提供不良sample及最近生產之OK sample供分析。 SEM觀察 NG Sample OK Sample 從SEM觀察錫球表面外觀,如下所示。可發現OK sample表面為較光滑之合金表面,屬於正常的Sn-Ag-Cu的合金凝固表面;但是NG sample表面卻產生凹凸不平的表面組織及許多黑色污染區域。 SEM觀察 如上頁所述,NG sample 錫球表面經SEM放大倍率觀察下,其表面凹凸現象更明顯,且此現象存在於整個錫球表面周圍。 EDS分析 NG OK 利用EDS進行錫球表面之成份分析;在OK sample部份,其成份除了正常的Sn-Ag-Cu組織外,尚還有Br元素的存在;而在NG sample部份,成份除了正常的Sn-Ag-Cu組織外,尚另有Br、Cl等元素的存在。 EDS分析 另外,再針對NG sample表面污染區域進行EDS分析,其結果如下所示,其污染區域除正常成份外,還存在Cl、Na、S、Br、K…等異常元素,且此區域之C、O比例也有偏高之現象。 EDS分析 針對NG sample表面凹凸不平區域進行EDS分析,其結果如下所示,其區域除正常成份外,還存在Cl、Na、S、Ca…等異常元素,且此區域之C、O比例也有偏高之現象。 結 論 綜合以上之觀察與分析,歸納如下 : 1.在OK sample部份,錫球呈現較光滑的凝固組織表面,屬於正常之BGA表面;但是在成份分析結果,發現有Br元素的存在,這應該來自製程中Flux清洗不乾淨所殘留下來的。 2.在NG sample部份,錫球表面呈現凹凸不平的異常組織表面,且錫球表面也存在許多遭Cl、Na、S、Br、K…等異常污染的區域。 3.由於NG sample已經製造經一年以上之時間,且表面又存在許多上述之異常元素;這些元素對錫球表面會有咬蝕的現象,再經過長時間下或存在條件不佳的環境下,此咬蝕之現象會加劇。之後也會造成焊接上的問題與其它焊點特性。 建議在BGA植球製程後,做好Flux洗淨之工作,避免錫球表面殘留Flux或其它洗淨劑,造成之後焊接上的困惱。另外也請做好儲存環境的控管,避免加速上述現象的發生。 3.BGA焊接時的CASE STUDY BGA焊接不良案例探討 案 例 1 BGA Head-on-pillow defect issue 說 明 產品經SMT迴焊製程後,發生BGA零件有Head-on-pillow的現象;切片照片如下圖所示. 零件外觀觀察 利用實體顯微鏡觀察BGA零件的錫球表面,發現有部份錫球表面有黑色區域及凹痕,如下箭頭所示. 零件外觀觀察 如下箭頭所示,一樣有部份錫球表面有黑色區域及凹痕. 零件外觀觀察 如下箭頭所示,發現錫球表面有異常凸起狀況. 零件SEM-EDS觀察分析 錫球表面正常 SnAgCu成份, C、O含量也在10%以下 錫球表面的黑色污染區域經EDS分析結果有Si、S 、Br 異常元素,且C 、O含量有異常偏高的現象 零件SEM-EDS觀察分析 錫球表面正常 SnAgCu成份, O含量有偏高的現象 錫球表面的黑色污染區域經EDS分析結果有S 異常元素,且C 、O含量有異常偏高的現象 零件SEM-EDS觀察分析 錫球表面正常 SnAgCu成份, O含量有偏高的現象 錫球表面的黑色污染區域經EDS分析結果有Na、Br 異常元素,且C 、O含量有異常偏高的現象 零件SEM-EDS觀察分析 錫球表面正常 SnAgCu成份, C、O含量有偏高的現象 錫球表面

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