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yijun 2008-08-06 10:47
好久没发言了，发一案例大家共同探讨哈^_^
先说明实验样品：SMT REFLOW之后做的红墨水和切片分析。

yijun 2008-08-06 10:50
一天不能连续发两张图片，所以改天继续上传切片图示，不良位置示意图及所用的PROFILE^_^具体怎么回事慢慢听我道来！

yijun 2008-08-06 11:09
下面这张图是切片电镜图示

yijun 2008-08-06 11:17
不良单体切片图示也会一一上传！哎，可惜不能一次全部把图片上载

snvfhpai 2008-08-06 13:09
從圖片上看，好像是BGA變形造成，此BGA因該時0.5PITCH，球徑0.3mm吧
之前我們也發現這樣類示的案例
原因：
此不良因焊錫的CTE(熱脹系數 20~22ppm/0C)值比PCB板的CTE 55~60ppm/0C)不平衡，焊錫的CTE值比PCB板要低，跟不上板材速冷速熱的回縮，將焊錫本體拉裂開
改善對策：
1、修改降溫斜率，一般在2.0以下
2、使用治具，防止PCB板變形
3、Peak Time 時間一般在60S左右，不宜太長，Soak time保持在90￣110S

yijun 2008-08-06 13:31
这个是无铅制程哦，降温斜率不可以在2.0以下得，要不然焊点会不漂亮的!
我们也有使用夹具固定的。

我在故我思 2008-08-06 17:22
呵呵，只是分析，不知按照你的结论去作会不会有效呢，只从一个BGA球就能得出这个结论吗？

jackzhou 2008-08-06 20:19
从金相分析的图片来看我认为有以下几点：

1.BGA 本体变形，（原材料不良＆bga未烘烤）

2.BGA的焊点（焊点上端的焊接有明显的拉伸状况＆焊点下端的焊接面积较小）

造成锡裂的原因是受到外力冲击导致，但从此单来看主要的由于BGA 本体变形造成，我认为应该找出本体变形的原因。

panda-liu 2008-08-06 21:04
4楼说到CTE...CTE有X、Y和Z三个方向...前两个影响翘曲程度后者则会在无铅制程中活生生地揪下THE BALL的...，看图BGA的PCB与PCBA的材料不同...CTE Z向已经变形了...而CTE Z的影响可以使任何方位的BALL发生焊接界面crack现象的...，BGA的焊点有点怪...不是一般的植球工艺吧...，等待LZ的相关信息...，呵呵。

gaipi 2008-08-06 22:06
楼主只提供了这么几张图片，没有更多的信息，是很难分析的，只能瞎推测了
从图片来看，PCB板有变形，肯定受到外力的作用，或者是返修，受热不均，导致PCB变形严重

yijun 2008-08-07 08:57
今天继续上新图片，下面这张是crack位置示意图

kaman2001 2008-08-07 11:07
會不會是BGA物料在受潮的情況下進行焊接后而造成的Crack？

peter_2008 2008-08-07 11:24
不知发生crack的ball在BGA的什么部位，是靠近中心还是边缘呢
这类问题的主要原因为器件没有烘烤或曲线的问题吧

yijun 2008-08-07 11:30
原材的切片图示，上面一排是发生CRACK得原材，下面一排是没有发现CRACK问题的原材切片图示。

yijun 2008-08-07 11:34
QUOTE:
原帖由9楼楼主 gaipi 于2008-08-06 22:06发表
楼主只提供了这么几张图片，没有更多的信息，是很难分析的，只能瞎推测了
从图片来看，PCB板有变形，肯定受到外力的作用，或者是返修，受热不均，导致PCB变形严重


回答：这个板子是正常的制程，没有经过修护，PCB也没有变形。明天会给出PROFILE!

yijun 2008-08-07 11:41
QUOTE:
原帖由11楼楼主 kaman2001 于2008-08-07 11:07发表
會不會是BGA物料在受潮的情況下進行焊接后而造成的Crack？


使用前有经过125度6小时的烘烤。

yijun 2008-08-07 11:43
QUOTE:
原帖由12楼楼主 peter_2008 于2008-08-07 11:24发表
不知发生crack的ball在BGA的什么部位，是靠近中心还是边缘呢
这类问题的主要原因为器件没有烘烤或曲线的问题吧


crack的ball在BGA的四角、边缘及中心都有！不规则分布！
器件使用前有烘烤过！

yijun 2008-08-07 11:51
明天会给出断裂面的成份分析图示及profile!

zhoujl 2008-08-07 11:59
怀疑bga原材料有问题啊。

是否bga非原装的，有加工过植球或者其他？

panda-liu 2008-08-07 18:45
想看CRACK界面和CRACK界面以上的清晰图片...，先放个两个about coefficient of thermal expansion (CTE)的图片...等待LZ进一步的信息...，呵呵。

yijun 2008-08-08 08:41
断裂面成份分析，碳、氧及微量的镍已去除！

yijun 2008-08-08 08:45
下面这张图是crack界面放大图片，没有做腐蚀动作。

yijun 2008-08-08 08:47
看来今天又上传不了profile了，上传已经满两张图片了，^_^那就下回再上传了，谢谢各位经验的分享并给予的回复，感谢！

yijun 2008-08-08 08:50
QUOTE:
原帖由18楼楼主 zhoujl 于2008-08-07 11:59发表
怀疑bga原材料有问题啊。

是否bga非原装的，有加工过植球或者其他？


BGA是否原装不是很清楚，来料就是这样了！但是我不明白的是为何IC原材PAD会弯曲的，
IC封装有这样的设计？

jiangken 2008-08-08 09:01
切片做的不好，不容易看出来IMC生长状况，也不清楚crack发生在IMC和Cu之间还是IMC和solder之间。

yijun 2008-08-08 09:12
QUOTE:
原帖由24楼楼主 jiangken 于2008-08-08 09:01发表
切片做的不好，不容易看出来IMC生长状况，也不清楚crack发生在IMC和Cu之间还是IMC和solder之间。


是IMC和铜之间

wangttfff 2008-08-08 09:45
BGA本体与锡球的焊接接合部分很奇怪，应该是锡膏植球做出来的吧，个人感觉，CRACK应该跟BGA锡球与锡膏之间的焊接不够稳定造成的，BGA上PAD的起翘也可能是在这个过程中出现变形造成的，纯属个人意见，请各位专家分析。

yijun 2008-08-08 09:51
QUOTE:
原帖由26楼楼主 wangttfff 于2008-08-08 09:45发表
BGA本体与锡球的焊接接合部分很奇怪，应该是锡膏植球做出来的吧，个人感觉，CRACK应该跟BGA锡球与锡膏之间的焊接不够稳定造成的，BGA上PAD的起翘也可能是在这个过程中出现变形造成的，纯属个人意见，请各位专家分析。


本体和焊球结合部位看起来奇怪是应为绿油覆盖pad有点过，BGA上的PAD弯曲原材来料就如此，前面有原材切片图示可供参考。那PAD弯曲我觉得应该在植球过程中造成的。

yijun 2008-08-11 08:17
下面两份profile都有发生crack现象。锡膏为千住品牌的
出问题的BGA为U1100.

曹用信 2008-08-11 11:07
BGA 在主板上完成SMT後是否有做ATE或其它方式的測試
組裝或其它加工 ?

zsj7860 2008-08-11 12:10
BGA本体看起来略为有一些变形，不过这是在高倍放大镜下看的  
请LZ尽量发有关产品的详细的信息 比如：ICT FCT治具的影响等

yijun 2008-08-11 12:58
QUOTE:
原帖由29楼楼主 曹用信 于2008-08-11 11:07发表
BGA 在主板上完成SMT後是否有做ATE或其它方式的測試
組裝或其它加工 ?


没有！

yijun 2008-08-11 13:00
QUOTE:
原帖由30楼楼主 zsj7860 于2008-08-11 12:10发表
BGA本体看起来略为有一些变形，不过这是在高倍放大镜下看的  
请LZ尽量发有关产品的详细的信息 比如：ICT FCT治具的影响等


经过reflow后没有再做其他得相关任何测试！

all.smt 2008-08-11 13:42
可能還是原材有問題，白老先生的看圖說故事中的斷頭容易斷腳難可以給大家一些啟示
另外感覺錫球與bga之間有應力才導致pad翹起來，這個應力也成為reflow后crack的誘因之一

yijun 2008-08-11 16:17
明天我会上传为何bga pad会弯曲图解。这个crack就是应力造成的！

曹用信 2008-08-11 19:56
可否把整片主板連同BGA一起拍張照片傳上來?

lssing 2008-08-11 21:57
如果真是LZ所说，建议可以做个strain gauge测试

yijun 2008-08-12 08:48
下图是IC厂商提供的为何PAD会弯曲的说明，主要是没有支撑物造成，并且说这样的弯曲是正常的！
真的正常吗？

panda-liu 2008-08-12 11:28
正是pressure applied during mold transfer and packing在Reflow期间的存在...才会有mold runner P的产生...这个应该容易理解...有应变就有应力及剪切力的转换过程...。

LZ提供的基本信息太少...如IC 推荐+实际 Reflow Profile、crack的真实分布区域、合金的兼容程度...，只对现象作分析只能是个过程探讨...问题是缺少必要的数据而无法深入...。

总体感觉1楼的图片是28楼两份profile的结果...。

下图供参考...。

yijun 2008-08-12 12:40
我会一点点上传相关资料的，一天只能上传两张图片，没办法啊

yijun 2008-08-12 13:35
再上传一张整个不良的位置示意图及这颗零件在板子上的位置。
此板为四连板，在电镜下观测其所有的断裂位置都在IC铜PAD和IMC层上端断裂。

yijun 2008-08-13 09:05
下图是IC 推荐PROFILE

陆地巡洋舰 2008-08-13 10:56
我记得这个问题好象在BGA器件问世的时候就有很多人专门研究过,这是因为温度不均匀导致器件温度上升和下降所产生的应力不一致造成的.
某个设备厂家还专门发明了一种设备去发现检查这个问题

hbcyd 2008-08-14 09:25
板子在过炉的时候加了铁框，出现crack的BGA在板子的边上，会不会在锅炉的时候由于板弯或者温度分布不均匀而产生应力？

yijun 2008-08-15 09:03
过段时间我们会做再次的验证，随后会更新此问题！谢谢大家的关注！

panda-liu 2008-08-15 18:16
看了IC推荐PROFILE再对比实际PROFILE...感觉BGA CRACK是否为合金熔点之上的时间过长引起...而BGA PAD的变形也与此有关只不过可能与快速降温有关...，也就是前面总的受CTE影响...后面BGA CRACK是在熔融-冷却期间发生的（断口相对圆滑一些）仍然受CTE影响，馒头状的PEAK TEMP PROFILE一般与密闭屏蔽罩下IC有关...不知道LZ是否因此设置...，最后就是4连板...分断边缘V-CUT的时候很容易产生BGA CRACK的...。

比较奇怪的是IMC CRACK切片断面相对比较均匀...而reflow后BALL却能将PAD进一步拉弯...，推测BGA的BALL是LASER OR IR快速焊接的...且焊接期间BGA本体比较的冷...CTE的作用会将PAD向外推动却不能复位...BGA reflow之前的不平度好吗...。

yijun 2008-08-29 13:07
加上两张腐蚀后的电镜照片，后续试验已经有部分结果，明天继续更新！

yijun 2008-08-29 13:08
加上两张腐蚀后的电镜照片

panda-liu 2008-08-29 20:41
Ni与Cu之间的分离...很少见到的奇观...，看来与Reflow没有直接关系了...。

因为LZ在20楼已经示意“断裂面成份分析，碳、氧及微量的镍已去除！”...居然是微量的镍...？！

john97 2008-08-30 18:10
顶一下这个课题，非常感兴趣！
如果楼主通过调整温度有效果通知一下


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