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smt2002	2008-05-25 16:34
各位老大, 我们在做BGA制程时,发现蛮多的BGA空焊,用X_RAY检测,发现是BGA锡球自中心偏移,也就是枕头效应.不知各位有没有遇见过,是什么原因造成的.谢谢.

余**	2008-05-25 20:34
我们厂有个别机种有发现BGA空焊.我们对温度和锡膏进行调整得到明显的改善[Reply by WAP]

seben	2008-05-25 21:13
你到貼片區,收尋枕頭效應就可以看到了,一般枕頭效應和零件置件偏移是2回事,所謂的枕頭效應是錫膏熔錫但錫球本身沒熔而且錫球表面產生氧化物或不明物質阻擋錫膏結合,稱為枕頭效應,一般最常發生是,恆溫區過長所導致.其他內容你可以去貼片區收尋

dekli	2008-05-28 21:28
建议你从温度着手，一用就灵

fish2323

2008-05-29 17:42

之前接触的一个实际案例..
因为客户保密的缘故.我拿掉相关标示的LOGO.
附件为枕头效应的切片+EDS分析.

这边特别要说明一下.
这个案例结论较倾向是锡球表面污染导致锡球与锡膏熔融后之不焊接,
判定缘由为...
1.发生之枕头效应之锡球位置落在BGA中间,故排除此现象产生为PCB高温板弯导致.
(大SIZE BGA易因高温PCB板弯及BGA应力集中,导致四边角在高温时会高翘无法与PCB上之锡接触,
但在降温后BGA型变返回时压在PCB锡上,易会发生枕头效应之情况)
2.IMC的确认上.BGA端及PCB端均产生IMC,故认定在炉温部份已达融锡温度.

最后..
枕头效应的发生.零件,PCB设计,制程..均有可能产生此问题.
所以不建议预设立场,着重在分析才不会一杆子打死一票人.^_^

2008.09.16.
John大大提到的我仔细想过..此附件确实可能让误导大家.
认为枕头效应的发生原因为零件问题.再者,放的时间也很久了.有兴趣的应该也都下载看过了.
故..附件我就先行拿掉了..

crazyzzc	2008-05-29 22:06
2楼说的是关键，可能是恒温区过长

SMTLover	2008-05-30 23:17
我也认为是回流曲线问题，锡膏是辅助。回流前的高温时间可尝试做的短一些。

hunghe	2008-05-31 11:02
感谢大家的分享!!受益非常大! 感谢大家的分享!!受益非常大!谢谢!~谢谢!~

goldsun1206	2008-05-31 11:42
我同意4楼的意见“枕头效应的发生.零件,PCB设计,制程..均有可能产生此问题。恒温时间过长不会造成严重的枕头效应

sunrase_wu	2008-05-31 12:11
降低peak值，延長Peak時間，試試。

faqiyeshimei	2008-06-01 11:18
没碰到过这类问题,以后多注意点

weeboy	2008-06-03 09:10
顶贴~~赚威望~~下ASTM F-963-07 ,呵呵,不好意思兄弟,踩场了.

jinguixia

2008-06-06 09:21

刚从检验工位看了此现象回来，怀疑：1、温度不够，主要发生的是两个最大的BGA。2、锡膏时间过长，助焊剂活性降低，由于是手放了很多的芯片和小器件，检查的时间累计后超长。3、器件存在氧化，这种少量的产品，来料是散的，不知道放了多长时间，料检的也没有处理。

出现这种情况要返修吗？会影响电气性能吗？

jinguixia

2008-06-06 09:46

看了4楼的分析报告，污染导致的枕头效应出现的地方是随机的吗？

我的从侧面能看到一排都是这种情况，难道会是PCB变形导致，可我总认为在回流的过程中，PCB的变形会大于BGA，且PCB和BGA的变形都应该向下才对，那样的话，应该四角连点的可能性会大些，可实际结果和资料上都说，四角容易造成开路，难道是变形后，PCB回复的快，BGA回复的慢？

希望高手指导我。谢谢！

oscar2006	2008-06-07 08:58
受益非淺啊﹐謝謝4L的﹐關注中。。

smt2002	2008-06-09 16:57
謝謝!lz的資料,我們的結果還沒出來,有消息告訴大家.

jinguixia	2008-06-11 10:46
论坛里面有关于枕头效应的讨论，很好的，可我找不到链接了，找到的可以链接一下。

中国客家	2008-06-11 11:50
哪位大虾能解释一下恒温时间过长会造成枕头效应

andywer	2008-06-16 14:38
1,BALL 与PASTE合金熔点不同,温度设置不当-->z增加TAL 2,BALL提前氧化-->减少SOAKING TIME 3,BGA与PCB反向膨胀,PASTE对BALL的粘附不够

中国客家	2008-06-17 17:16
恒温时间长容易造成枕头现象,哪位大虾能解释一下吗

colinlan	2008-06-23 16:25
soaking time过长影响：1. BGA锡球严重氧化 2. 锡膏中助焊剂成分提前挥发，未起到清洁焊接表面作用，反而过长的时间会使 PAD本身再度氧化。 3. 综合以上，焊接时无法在洁净的表面进行，润湿不良最终导致“枕头效应”出现。以上请参考

fish2323	2008-06-27 14:27
刚好手头上有一份之前白蓉生教授发表的资料. 因原始档案太大,节录不良分析章节给大家参考一下

foxconneng	2008-07-23 17:16
謝謝,你的分享呵呵真的不錯啊

foxconneng	2008-07-23 17:19
謝謝不錯

bob-smt	2008-07-24 14:32
检查下贴装效果，压力，高度，中心，PCB定位方式。

tracyly	2008-07-24 15:19
谁下载了给按发份分析报告非常感谢 yaner0603@163.com

guowenxue	2008-07-24 16:45
枕头问题主要出现在大SIZE BGA，英文称作：Head & Pillow问题，由于高温时间长，导致BGA边角上翘变型，造成无法焊接成功。推荐使用千住的无铅焊膏S70G，有效解决此问题。其原理就是缩短助焊剂作用时间，使得焊接时间缩短，从而解决BGA边角上翘变形。附件中有此款锡膏的详细介绍。

jacky dong	2008-07-27 11:03
印刷后PCB BGA焊盘外沿四角点胶，点胶高度要根据BGA锡球高度来定。同时增加浸润区时间！

snvfhpai

2008-08-04 13:20

解決此不良現象，打開N2，含氧量一般在控制在5000PPM以下就可以解決了
原因：
1、錫膏裡的錫粉氧化比較厲害，錫膏裡的FLUX去除氧化能力全被去除錫粉吃掉，沒有能力去除BGA球上的氧化物
2、你的錫膏是否為無鹵素錫膏，沒有鹵素會降低FLux活性
3、Profile裡的降溫斜率也比較重要，斜率控制在-2.0以下
4、PCB板變形，使用FR4材料的PCB板HD值比較低，一般在140度。現做無鉛產品一般都在240度左右，PCB板變形量會依厚度大小而定了，厚度在1.6mm不會有問題，如果在1.0mm以下就需要做治具來克服子
5、鋼板擦試也很重要，不要把溶劑碰到錫膏上，溶劑會把分解錫膏的FLUX
6、鋼板清潔是否干淨，孔壁上不能沾有殘留的錫粉
以上是針對枕头效应（Non Wetting)的一些分析心得

foxconneng	2008-08-18 06:01
我想問下如果是SOCKET PIN針偏短應該怎么判斷那

oscar2006	2008-08-20 16:59
誰有這方面的具體材料啊﹐急。目前空焊的部分EDS顯示(原物料的錫球)有C(40),O,S(1.5),CL,NA,不知到各位高手有什么看法。

xiashaoyuan	2008-08-22 13:33
回流时间放长一点,调炉温!

mmrdy08	2008-08-25 11:04
我也认为是回流曲线问题，锡膏是辅助。回流前的高温时间可尝试做的短一些。

emanule	2008-08-29 12:38
真的受益匪浅！！很不错的

peterping

2008-09-11 14:07

针对枕头效应依我个人经验有如下几种可能性：
1.BGA housing 变形
2.锡膏印刷（印刷偏移或者量少）
3.恒温时间过长（Flux 蒸干）
4.Peak temperature 过高，对BGA housing 变形影响很大
5.温差过大（BGA body需控制最高低温差在5度内）否则会有形变
BGA枕头效应主要出现在四边较多，Socket 主要出现在两边
仅个人经验，供参考

john97

2008-09-15 22:11

其实有两个帖子讨论过这个课题，
http://bbs.smthome.net/read-htm-tid-175852-keyword-.html
http://bbs.smthome.net/read-htm-tid-170325-keyword-.html
呵呵，其实两个帖子都没有说的很透明！但严重反对fish的报告，就4张切片的照片能说明什么问题吗？容易误导大家认为污染是重要因素！嘿嘿！复杂的说要从物理和化学的角度去讲！唉我们通俗一些：－
1,加锡膏，就算是给武大郎穿高根鞋也是很有用的，
2,其实武大郎不用穿高跟鞋，吃伟哥也是可以的，用活性高的焊料！
3,给武大创造环境，预热温度缩短，保证活性存在也是不错的！
4，元件的污染问题也是需要追究的，小潘来那个武大也受不了啊！
5，氮气可以有帮助！
当然印刷缺锡贴片很歪也是重要的理由了！
以上这些废话是经过试验的，英文报告就不发了，以免你说我们英文描述的烂！那武大和潘金莲说大家最容易懂了，尤其是panda，呵呵

panda-liu

2008-09-16 02:30

每次看到这个贴觉得蛮好笑的...，用前卫一点的词说应该叫“互动”...BGA的PCB、SOLDER BALL、PCBA的PCB之间的互动...互动期间免不了受焊剂的干扰...，可以用两把不同温度的烙铁各置一个熔融锡球...让各自锡球的焊剂损耗程度不同时慢慢合拢让两球融合...看不同的球温度、不同的焊剂损耗时哪个球吸引哪个球...还是不能吸引融合...，呵呵。

fish2323

2008-09-16 11:13

QUOTE:

原帖由35楼楼主 john97 于2008-09-15 22:11发表

恩...若是附件部分会误导到大家,小弟在此先说声抱歉.
不过...
小弟在一开始的部份有提了一下..
这个案例结论较倾向是锡球表面污染导致锡球与锡膏熔融后之不焊接,
及最后..
枕头效应的发生.零件,PCB设计,制程..均有可能产生此问题.
所以不建议预设立场,着重在分析才不会一杆子打死一票人.^_^

诚如JOHN大大说的...
1.增加锡膏.
2.改活性较强的锡膏.
3.预热温度缩短，保证活性存在.
5.氮气.
4.元件的污染问题.(这各部分属于问题的来源,就先不看)
除了3.其他部分为一般SMT常见的也是SMT一般会使用的减少空焊及增加REFLOW下的焊接能力的处理方式.
1.2.3.5.的作法是以改变REFLOW环境(氮气)或加强助焊剂的效用(增加锡膏,改活性较强的锡膏)
来对于BGA,PCB PAD及锡膏回焊过程中的.1.去除氧化物及污染.2.减少回焊过程中的氧化物生成.
而这些做法对于改善焊接是很有效果.
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最后..小弟在补充说明一下我在4F的那个案例
该案例是在SMT量产时发现的现象.
现象描述:此BGA为大SIZE 400 ball的BGA,SMT生产期间测试发现BGA空焊发生率约10%.

问题处里流程:
再做过1.贴片确认.2.改炉温.3.增加过炉治具.4.开氮气...能想像到的处里后.
空焊问题有改善但却无法完全排除.不良率降至约4-5%.
而后,我们送检验单位做了3D X-RAY扫瞄,红墨水试验及X-section切片发现.所有空焊的情况均为双球
且,空焊的BALL为不稳定任意点均有发生.
最终..我们请零件供应商一起做专案改善,在该批BGA全部送回去清洗一次.
然后做小批量(约1000套)的试产,发现BGA空焊发生率降到0%.
最后..在与零件厂商我们达到了一个结论,就是该批BGA..."锡球表面污染"

以上...

john97

2008-09-16 22:10

离子污染度是应该先分析的，受限于设备的原因SMT厂家最后才做此试验，这是电镜无法发现这个问题，
Ionic Contamination Test一般可以到PWB厂家协助进行测试，好像有IPC650来规范的，规格记不住了，买个设备也可以
Alpha Metals/Cookson Electronics/Specialty Coating Systems (SCS) 500M SP Ionograph for Ionic Contamination Testing

同时问一下你的BGA厂家是否使用的是Water Soluble Flux，这可能是根本的原因。
另外，我们发现过几个C－A－O蛋的厂家，一个是台资的著名的蓝牙芯片厂家，solder ball上有白色结晶和黄色残留，不做测试也一目了然，未做清洗，后悄然更改process问题解决。还有欧洲的“菲没普”公司，测试结果超标N倍不承认，但也不承认，据说是一帮欧洲流氓在控制的公司。呵呵。

你说的问题可能可以通过高倍显微镜观察发现此问题，10%肯定是非常明显的问题了，估计可以发现黄色或白色的残留。有空也可以去这个IC厂家看看他们的process，也很有意思的，有多点可以造成污染，rework、cleaning，乃至他们的buffer设定，他们自己其实心里很清楚。
我所说的也是400 I/O, fine pitch 0.4mm，原来2000DPM可以降低到300DPM。

zsc1493	2008-09-18 22:50
可能是锡膏或者锡球表面有污染，导致两边的锡不能很好的融合，也有可能是温度爬升过快。

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