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BGA空焊異常原因調查和改善對策
發布時間:2018-05-22 10:08:58
在電子焊接過程中有很多問題產生在BGA元器件,本文就摘取實際的案例有助于幫助大家梳理解決的方法,供參考借鑒。

某一電子來料加工廠生產的一種產品,在C2線QA測試時發現有4PCS P3顯示不良,經確認分析為BGA北橋空焊,投入數:400 PCS,不良板數為4 PCS,不良率:1.0%。查SMT投入狀況:生產線體:FS301線,投入數:5 000 PCS,返工后總不良數:15 PCS,不良率:0.03% 。

1 原因調查

1.1 對不良板進行確認

空焊不良發生在BGA右下角,如圖1所示。

對不良板的生產履歷進行調查,以上不良板全是FS301線所生產的板,不良發生時間為5月18~20,如下所調查數據:

1.2 物料檢查

1)查該機種5月17~20日生產時錫膏印刷效果檢查無U8不良,錫膏厚度為0.135 mm~0.149 mm之間,在正常范圍內(鋼網厚度為0.130 mm),說明印刷工序控制正常;

2)對輔料投入狀況進行調查,解凍時間、上線使用時間等均符合工藝要求,并且不良沒有集中在某一LOT,說明錫膏投入使用狀況正常。

3)查該機種異常時間段北橋BGA物料使用狀況,雖然不良主要集中在LOT NO:P609.00,但也無法確認是否為物料不良。

1.3設備檢查

1)對不良板實物及當天生產品質報表進行確認,該位置(U8)無位移不良,說明機器貼裝正常。

2)查該機種5月16~20日生產時爐溫狀況:中心最高溫度為237.1 ℃在標準控制范圍內(BGA中心溫度為:235 ℃~240 ℃之間),說明回流爐工序控制正常。

1.4對不良板進行解析,如圖3所示

1)通過萬用表測試確定空焊不良點為:右下角最后一排倒數第二個點,通過X- RAY對不良點進行測試確認:該位置焊點大小、顏色深淺與其他焊點一致,無顏色變淡、無焊點拖著個淡灰色的陰影,說明該位置焊接良好,無空焊不良(如圖3:X-TRAY);

2)將不良元件拆下后,對此位置的PCB焊點進行確認:該位置上錫浸潤性良好,無少錫、異物等不良現象,并且該焊點上錫飽滿、表面有光澤無氧化現象,說明該位置焊接良好,無空焊不良(如圖3:PAB PAD) ;

3)對元件不良位置的焊點進行確認:不良位置的錫球有剝離脫落現象,BGA焊點位置無殘錫、表面平整光滑,并且焊點表面有受污染輕微發黃現象,說明空焊不良發生在BGA錫球與BGA本體連接處(如圖3:BGA PAD)

1.5對不良板進行破壞性試驗,如圖4所示。

1)取一片不良板通過外力強行將該位置的元件剝離,剝離后對不良位置的焊點進行確認:不良位置上錫球與PCB焊盤焊接良好,無少錫、假焊現象(如圖4:PCB PAD)

2)對取下的BGA焊點進行確認: (BGA本體上的)不良點位置的錫球被完全剝離,并且BGA焊點位的置表面有輕微發黑受污染現象,說明不良發生在BGA錫球與BGA本體連接處,初步判定為:BGA在植球過程受污染導致BGA錫球焊接強度不夠,在過回流爐焊接過程中受表面張力的作用導致BGA錫球被剝離脫落(如圖4:BGA PAD);

1.6 對制程條件進行確認,此機種為混合制程:有鉛制程,無鉛物料(北橋BGA)

2 原因分析

(1) 根據以上調查,說明制程條件相當穩定,無異常;

(2) 取2PCS不良板,直接通過加熱維修,加熱后重新測試OK,無不良,說明了BGA空焊為BGA錫球脫離造成,重新加熱后二次焊接后OK;

綜合以上調查,導致北橋BGA空焊不良原因為:BGA物料異常, BGA在植球過程中焊盤受污染,導致該元件的錫球焊接強度不夠,在過爐二次焊接過程中錫球脫離造成。

3 改善對策和結果

3.1臨時對策

根據以上不良現象,現對FS402線生產的機種進行更改爐溫試驗,其更改內容:北橋中心溫度由237.1度提高到240度,延長回流爐焊接時間(大于220度時間):由85S更改為90S,通過更改爐溫設定、提高焊接能力來改善(因BGA物料異常造成的空焊)不良;

3.2恒久對策

由品管跟進不良物料投入使用狀況。

3.3跟進結果

1)更改爐溫,物料不變不良率由1.0%下降到0.62%,不良有所下降,但不能完全杜絕;

2)更換不同LOT NO的物料試驗跟進,更換(LOT P712.00)物料后生產1500PCS,無不良。

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